Mit Transistor bis 1.6A Last schalten - Problem :(

[daniel.weber]

Hallo zusamen,

ich möchte mit einem µC eine Last von bis 1.6A bei 12V schalten, dabei möchte ich kein Relais verwenden. Nun suche ich einen geeigneten Transistor, der mir nicht direkt in Rauch aufgeht ;)

Ich habe mal ein wenig geschaut und den BD135 gefunden. Da ich mir aber noch nicht so 100%ig Sicher beim berechnen des Basisvorwiderstandes bin, möchte ich nochmal eben nachfragen, ob meine Rechnung so stimmt.

Rechnung:
hfe (min) = 63 ( laut Datenblatt bei Reichelt (http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=A100%252FB D135_BD137_BD139%2523STM.pdf;SID=27WohIYKwQARsAAFm gg1U7b085dafbded5bf65cab2433cdce2311) )

Ib = 1.6A / 63 = 0.025A
Rb = 3.8V / 0,025A = 149 Ohm

Laut Rechnung müsste also ein 150 Ohm Widerstand verwendet werden. Aber man soll ja eher abrunden, damit der Transistor sauber durchschaltet - Ich würde jetzt einen 100 Ohm Widerstand verwenden. Wäre das richtig so?

[hardware.bas]

25mA einem Microchip zu entziehen ist immer noch zuviel. Am besten
nimmst einen 2. klinen Transistor und schaltest ihn mit dem leistungs-
transistor als Darlington zusammen, oder besorgst Dir gleich einen
Darlington-Lleistungstransistor NPN. Dann hast Du Stromverstärkungen
von bis zu mehreren Tausend und kannst trotz großen Basiswiderstand
immer noch satt übersteuern. VG Micha

[daniel.weber]

der Ausgang eines µC schafft ja ca. 20mA. Ich habe mich bei Stromstärke, die ich schalten möchte ein wenig übernommen. Es werden auf keinen Fall mehr als 1.2A (der Transistor schafft laut Datenblatt auch nur 1.5A) daraus ergäbe sich dann eine Stromstrke an der Basis von 19mA. Das müsste doch zu schaffen sein? Ist es ratsam den Transistor zu kühlen? Da dieser ja schon nah an seiner Leistungsgrenze ist und sicher gut warm wird.

[PICture]

Hallo!

Um Spannungsabfall und somit die Leistungsverluste im Schalttransistor zu mindern, wenn er nicht sehr schnell schalten muss, sollte er in Sättigung arbeiten, dass heißt mit 5 bis 10-fach größerem Basisstrom als aus der Berechnung rauskommt. Ein zusätzlicher Transistor um Darlington aufzubauen ist meistens günstiger als ein großer Külkörper.

MfG

[daniel.weber]

ok das heißt also ich schalte einen kleinen Transistor (Bspw. BC337) vor den BD135. Damit habe ich den µC entlastet. Der "kleine" schaltet dann die Basis vom "großen" durch.

Hab ich das so richtig verstanden?

[PICture]

Ja, aber um das ganz klar zu machen füge ich noch im Code eine Skizze ein, wie´s aussieht. :)

MfG
Darlington Schaltungen

C E

n-p-n | p-n-p |
.-------|-. .-------|-.
| +---+ | | | |
| | | | | |< |
| |/ | | | +-| |
B ----| | | | | |\ |
| |> | | | |< | |
| | |/ | B ----| | |
| +-| | | |\ | |
| |> | | | | |
| | | | +---+ |
'-------|-' '-------|-'
| |

E C

[TomEdl]

Hallo!

Wie wärs mit dem guten alten TIP130?

hfe(min) = 1000
hfe(max) = 15000

Ib = ü * (Ic / hfe(min))
Den Übersteuerungsfaktor kannst du mit 5 wählen, damit ergibt sich dann:
Ib = 5 * (1,2 / 1000) = 6mA
Daraus resultiert der Basiswiderstand:
Rb = (Uvcc - Ube) / Ib = (5V - 0,7V) / 6mA = 716,6666 Ohm
Nimmst du einen 1k-Widerstand dafür, ergibt sich ein Übersteuerungsfaktor von etwa 3,8, was noch ausreichend ist.

Jetzt bleibt noch die Frage wie schnell der Transistor schalten soll.

Gruß
Thomas
;)

[JonnyP]

Man nimmt eigentlich nie den max. hfe um auf der sicheren Seite zu sein.
Der Rest wurde hier schon gesagt.

[daniel.weber]

vielen Dank für die zahlreichen Antworten.

Ich werde es dann wohl mal mit dem TIP130 versuchen. Die Schaltgeschwindigkeit spelt keine Rolle, ich möchte mit dem Transistor blos ein 200 UV LED Feld ein und ausschalten, das muss nicht so schnell passieren :)

[daniel.weber]

Hallo zusammen,

ich muss diesen älteren Thread nochmal aufleben lassen.
Ich habe mich inzwischen mit der Schaltung befasst und diese auch mit dem TIP130 aufgebaut. Hat auch alles bestens funktioniert. Vor die Basis einen Widerstand von 1k und dann durch den MC 5V auf die Basis. Der Transistor schaltet durch und die LEDs leuchten.

Ich schreibe hat funktioniert. Da ich meine Schaltung noch im Test hatte habe ich den TIP130 mit keiner Kühlung ausgestattet, das hat er auch sehr lange mitgemacht, nur heute war dann schluss. Emitter - Collector sind nun immer durchlässig. Naja nicht weiter schlimm, hatte zum Glück noch einen da. Nachdem ich diesen dann eingebaut hatte, war ich doch sehr überrascht. Es leuchtet nur noch 1 LED Reihe, es kommt zu wenig Spannung durch den TIP130. Die Spannung an der Basis fällt auf 0.9V ab, Wenn ich die Basis nicht angeschlossen habe, kommen vom MC 4.8V. Der Transistor sollte also voll durchschalten. Ich dachte erst, dass der Transistor defekt ist, habe dann ein 5V Pegel direkt aus dem Spannungswandler an den Vorwiderstand der Basis geklemmt und siehe da, die LEDs leuchten...

Ich verstehe nun echt die Welt nicht mehr, ich habe sogar schon den MC ausgetauscht aber das brachte auch keine Änderung :(

[dremler]

schonmal die leds direkt an die 12 V angeschlossen?

[MeckPommER]

Ein Fehler aus der Rubrik "kann garnicht sein" ^^
Alles nochmal nachmessen - einen anderen Tipp habe ich da auch nicht.

Hätte ich den Thread früher gelesen, hätte ich nur angemerkt, das ein LED-Feld von 200 UV-LEDs kein Pappenstil ist und dein Transistor das ungekühlt sicherlich nicht lange mitmacht. Hat jede LED einen eigenen Vorwiderstand? Rechne dir mal die Leistung des Transistors aus - armes Ding, das.

Gruß MeckPommER

[Besserwessi]

So schlimm ist das mit der Leistung nicht. Mit 1,2 A und etwa 1 V als UCE kommt man auf 1,2W. Das sollte auch ohne Kühlung gerade noch gehen.
Besser wäre hier aber ein Logic Level MOSFET. Wenn nicht gerade hochfrequent geschaltet wird, geht das direkt vom µC.

[daniel.weber]

Versorgunsspannung ist 24V. Die Leistung habe ich mir natürlich ausgerechnet und danach auch den entsprechenden Transistor rausgesucht.

Die LEDs sind zu je 6 in Gruppen zusammengefasst. Die Gruppen sind dann parallel an die VSS über einen 100 Ohm Widerstand geschaltet. Ich habe die LEDs ja nie lange leuchten lassen, höchstens 20-30 Sekunden. Mir war ja klar, dass das Ding nicht lange ohne Kühlung leben wird, daher wollte ich ihn ja auch kühlen - hab ich dann nur vergessen *g*

Die LEDs direkt an der Versorungspannung funktioniert.

Ich nachhinein tendiere ich auch lieber zu einem LL MOSFET. Nun habe ich den TIP aber drine und würde den auch gerne nutzen - hat ja funktioniert ^^ also muss das auch wieder funktionieren :P

Ich schau heute die ganze Schaltung nochmal durch, vielleicht finde ich doch noch einen Fehler...

Danke für eure Hilfe.

[daniel.weber]

so ich habe nun auf einen MOSFET gewechselt und zwar habe ich den Typ: IRFZ44N.

Habe da aber noch ein zwei Fragen zu.
Den Controller Ausgang (5V) kann ich nun ohne Widerstand auf das Gate legen. Wo schalte ich nun die Last zwischen? Vor Drain oder hinter Source? Bzw. die Masse sollte an welchem Anschluss liegen?

[021aet04]

Die Last kommt an Drain

[daniel.weber]

ich muss sonst nichts beachten? einfach die Last hinter drain schalten VSS an Source und dann hinter die Last auf GND?

[021aet04]

Nein die Last komt an VCC und Drain

[daniel.weber]

ok und source auf gnd?

[021aet04]

Stimmt genau, Also Last an VCC und Drain, Source auf GND und Gate auf µC

[daniel.weber]

ok danke dann versuche ich das morgen mal :)
der MOSFET ist aber auch dafür geeignet? Weiß nicht wirklich, ob das auch ein LL MOSFET ist.

[021aet04]

Was hast du für einen Fet? Im Datenblatt steht meist VGS(th) oder Gate treshold Voltage

[daniel.weber]

Ich verwende einen IRFZ44N.
Habe das jetzt mal aufgebaut. Ist es normal das der Fet durchgeschaltet bleibt, nachdem ich die 5V wieder vom Gate wegnehme? Erst wenn ich das Gate auf Masse ziehe, sperrt der FET wieder.

Ich kann den sogar mit dem Finger durchschalten, schon cool ^^ wenn ich das Gate mit dem Finger berühre schaltet der Fet durch. Wenn ich es dann nochmal berühre sperrt er wieder. Ist das so gedacht *g*

Ich hätte jetzt gedacht, sobald keine 5V mehr am Gate anliegen, sperrt er wieder. Dann muss ich dem Controller ja sagen, dass er den Port auf Masse ziehen soll? Oder macht der das automatisch?

[021aet04]

Das ist der Vorteil beim Fet. Er steuert nicht mit dem Strom (wie beim Bipolartransistor), sondern mit Spannung. Hast du einen Pull up oder Pull down Widerstand angeschlossen (eingeschaltet)?

PS Der Fet ist ein LL Mosfet

[daniel.weber]

ja schon cool hatte mich ja schlau gemacht über die Dinger, hätte aber nicht gedacht, dass die Körperspannung ausreichend ist das Teil durchzuschalten. Müsste ja ähnliches Prinzip sein wie bei den "Touchlampen".

Was ich nicht wusste, da es nirgendwo stand, dass der FET erst wieder sperrt, wenn das Gate auf Masse gezogen wird.

Ich weiß jetzt gar nicht, ob ich den Pull up- bzw. down Widerstand eingeschaltet habe, da ich das Programm auf dem Rechner in der Werkstatt habe und jetzt ist es schon recht spät. Ich schau da morgen mal nach. Der Widerstand müsste ja eingeschaltet sein, richtig?

[021aet04]

Stimmt genau. Wenn du mehrere Widerstände auf einmal einschalten kannst. Kannst du noch einen externen Widerstand anschließen

[Yossarian]

Hallo
Der FET schaltet, wenn an seinem Gate eine Spannung anliegt, was der Fall ist, falls seine Gatekapazität noch geladen ist. Die muß über den Widerstand entladen werden.
Mit deiner "Körperspannung" kannst Du den FET auch zerstören, da die Gateisolierschicht sehr dünn ist.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

[daniel.weber]

super, danke für die vielen hilfreichen Antworten.
Ich habe jetzt vom Gate auf GND einen 1M Ohm Widerstand geschaltet. Nun funktioniert die Schaltung so wie sie soll :)

Jetzt nur noch alles schön ins Gehäuse packen und fertig ist der Platinenbelichter :)