Wie werden Transistoren in reihe geschalten?

[D35troy3r]

Hallo!
Ich hab bei Wikipedia gelesen das man Transistoren in Reihe schalten kann damit sich die Schaltspannung bzw Sperrspannung erhöht.
Nun ich habe 12 Transistoren -->(NPN,Ice=12A,Uce=100V)
Für meine Schaltung einen "Boost converter" möchte ich am ausgang eine Gleichspannung von ca 350-370V. Also hab ich mir gedacht ich schalte 4 Transistoren in Reihe um eine Schaltspannung von ca 400V zu erhalten.
Bleibt der Strom der jede Transistor (12A) schalten kann gleich?

Wie müsste dieses Transistoren in Reihe schalten aussehen, habe leider nirgends einen Schaltplan gefunden :(

Vielen dank schonmal!

[Vitis]

uiuiui ... nunja, kann man machen, der Vorteil ist, dass sich die Verlustleistung auf die 4 Transistoren verteilt.
Geht eigentlich recht einfach, immer schön Kollektor - an Emitter anreihen, nur bei der Basisbeschaltung wirds knifflig. Die jeweilige Basisspannung liegt jeweils um Ube höher gegenüber dem dahinter geschalteten.

[Besserwessi]

Solange man noch Transistoren für die Spannung bekommt, nimmt man lieber einen Transistor. Für 400 V gibt es auch noch genügend Auswahl.

[Vitis]

gebe Dir recht, wenn er aber die 100V Variante schon auf dem Tisch liegen hat ... :)

[D35troy3r]

Ja ich weiß das es solche Transistoren etc gibt aber ich wollt jetz nicht extra wegen einem oder 2 Transis was im Internet bestellen, wird einfach zu teuer.
Dient alles nur als Testschaltung.
Das heißt also das ich für jeden weiteren Transistor an der Basis einen Vorwiderstand brauche.

Um wieviel erhöht sich die Spannung?

[s.o.]

Schau mal, es gibt glaube ich High-Voltage FETs bei den üblichen Verdächtigen (z.B. ON) oder nimm Trysistoren, die schaffen 400V Schaltspannung problemlos.
Such mal bei Mouser oder Farnell... Versandkosten sind naja, okay.

Edit: Gerade mal bei ON für dich geschaut: Wie wäre der NDF10N62Z. Aber auchtung, FETs kommen nur mit Gleichstrom klar... (D.h. vorher Gleichrichten)

[D35troy3r]

Mh dann werd ich wohl doch vlt bestellen müssen. Aber ich denke ich nehme einen IGBT.
Brauche aber einen der auch im max 30khz bereich arbeitet.

Mich würde aber trotzdem zu dem Transistoren in Reihe schalten interessieren um wieviel sich die Spannung an der Basis immer erhöht?

[Vitis]

Ja, Basisvorwiderstand oder Basisspannungsteiler für jeden ... eventuell wär noch ne Darlingtonschaltung sinnvoll müsst man aber mehr über die Anwendung, die Gesamtschaltung etc. wissen ... mit was soll die ganze Geschichte angesteuert werden?

[D35troy3r]

Alser der Grundaufbau ist dieserhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/Boost_conventions.svg/800px-Boost_conventions.svg.png

Nur halt ohne Lastwiderstand und der Schalter wird mit Transistoren ersetzt.
Ich hab mir dann eine astabile Kippstufe gebaut, von dort habe ich einen Transistor ausgewählt und eine Ader von dem Kollektor an die Basis des "Schalttransistors" gelegt. Damit stelle ich im moment die Frequenz ein.

So und 100V schaff ich locker, sogar noch etwas mehr aber dann gehen mir ja meine Transis kaputt.

Wenn ihr wollt kann ich auch noch einen Schaltplan zeichnen ;)

Edit: das ganze wird bei 12V Gleichstrom betrieben

[Hubert.G]

Ich glaube das das in Serie schalten eine sehr theoretische Angelegenheit ist.
Wenn kein Strom fließt, die Transistoren sind gesperrt, wie soll sich da die Spannung aufteilen.
Wenn doch ein Leckstrom fließt, hat der Transistor mit dem geringsten Leckstrom die höchste Spannung anliegen.
Es wird auch schwierig sein alle Transistoren gleichzeitig durchzuschalten.
Es muss immer der Transistor beginnen der den Emitter auf GND hat.
Erst dann kann beim nächsten ein Basisstrom fließen und durch schalten usw.
Das ist zwar eine theoretische Betrachtung, ein Test kann sicher interessant sein, für eine praktische Anwendung wäre mir das Risiko zu groß.

[s.o.]

Transistoren sind für Schaltaufgaben weniger geeignet. Die haben teilweise beträchtliche Totzeiten, wenn du die in die Sättigung treibst. Schlies doch mal 50kHz signal an einen Leistungstransistor mit einer Last von sagen wir mal 3 A an. und messe zwischen Lastwiderstand und Transistor. Da gibt es beim Ausschalten ordentliche Totzeiten. Wenn man einen Darlington verwendet, erhöht sich die Totzeit beträchtlich.

Zum Thema IGBT: Da haste aber auch immer noch 1.9 Volt (ca. Verlust.) Um wie hohe Schaltströme reden wir denn?

[D35troy3r]

nja gute Frage wieviel Strom geschalten werden muss....Kommt auf die größe der Induktivität an. Aber ich denke mal es wird nicht größer als 5A

[Vitis]

uiui ... wie heist diese Schaltung nochmal .. komm grad nicht drauf, ist
auch egal, denn das geht ziemlich sicher schief.
Die Transistoren werden ziemlich sicher nicht 100% gleich schnell schalten,
sprich an einem von ihnen fällt dann im schlimmsten Fall für n paar µs die Gesamtspannung ab und dann knallt er wieder.

Aber Probieren geht über studieren ... Schutzbrille tragen und Finger weg bei Inbetriebnahme, die Spannungen können lebensgefährlich sein.

[Besserwessi]

Die Reihen schaltung ist halt wirklich kompliziert. Da ist es wirklich besser sich einen pasenden Transistor zu suchen. Notfalls einen alten Fernseher / Monitor finden, da ist fast immer ein drin für etwa 1000-1000 V, wenn es nicht ein antikes Exemplar mit Tyristoren ist.

Man kann auch die Schaltung verbesser, denn direkt mit eine Boost-Wandler von 12 V auf 400 V geht auch mit dm Richtigen Transitor nicht besonders gut. Wenn man die Spule durch eine mit Mittelabgriff (bzw. etwas aus der Mitte) ersetzt, wird das Tastverhältnis besser, und der Transistor bekommt nicht die ganze Spannung ab.

[_werwurm_]

Hallo!

Die 400V Typen findet man auch in (alten) Stromsparlampen und Schaltnetzteilen. Aber 5A typen bei 400V *schluck* ?!

[s.o.]

Ähm, ich habe noch ein paar BU407 hier rumliegen, die vertragen 330V und 10A gepulsed. Könnte ich dir ein paar stück für ein paar Euro abgeben. Sind ursprünglich für Fernsehablenker.Trotzdem würde ich dir die FETs (siehe von vorhin sehr nahe legen!)

[KlaRaw]

Hallo,
die Schaltung die hier in die Richtung weist heist "Cascode".

http://www.circuitstoday.com/wp-content/uploads/2009/08/cascode-amplifier-circuit.jpg

Du arbeitest bei 12V. Das Problem ist bei einer Reihenschaltung der Transistoren fällt am jedem Transistor UCE ab. Das heisst, die Schaltverluste addieren sich. In Deinem Fall würde ich einfach mit einem Übertrager arbeiten. Damit kannst Du die zulässige Spannung von 100V einhalten. Schau mal nach dem Begriff "Spartransformator". http://de.wikipedia.org/wiki/Spartransformator
Damit kannst Du ein paar Windungen einsparen.
Gruss Klaus.

[Manf]

Die Kaskodeschaltung hat den Vorteil, dass der Eingangstransistor eine konstante Drainspannung hat, damit wirkt seine Drain Gate Kapazität nur einfach als Einganglast auf hochfrequente Signale. Das ist nicht zur Spannungserhöhung nutzbar. Die ganze Amplitude muss der Transistor 2 schaffen.

Im Netzteil des Hameg 203-7 sind 3 Transistoren BF422 zur Regelung einer Spannung von 500V drin, die Schaltung ist übersichtlich denn sie hat keine hohe Anforderng an Dynamik. In einem Schaltnetzeil wird es recht aufwendig.

http://www.hameg.com/manuals.0.html?&L=1&tx_hmdownloads_pi1[page]=5&tx_hmdownloads_pi1[language]=&tx_hmdownloads_pi1[product]=&tx_hmdownloads_pi1[search]=&tx_hmdownloads_pi1[hits]=

[KlaRaw]

Hallo Manf,
das ist rictig so, die Kaskodenschaltung dient hier der Erhöung der Bandbreite. Im Prizip lässt sich aber so ähnlich eine Spannungsverteilung auf mehrere Transistoren erreichen. Ich denke hier auch an den Leach Super Amplifier.
http://users.ece.gatech.edu/mleach/superamp/circuit.pdf
Aber ich sagte ja schon, für 12V sollte man in diesem Fall einfach ein Übertrager einsetzen. Alles andere führt nicht zum Ziel.
Gruss Klaus.

[Manf]

Ja, das beim Leach Amplifier geht, die Spannung über den Spannungsteiler R52 R54 über Q24 und Q26 zurückführen auf die Endstufe Q28 Q30. Die Rückführung ist natürlich langsamer als ein Schaltvorgang der Ausgangsstufe und damit nur für Analogsignale geeignet. (Mit C26 ist hier auch noch ein Tiefpass drin.)
Die Spannungsaufteilung für einen Schaltvorgang müßte nur in Vorwärtsrichtung gesteuert werden. Zum Ausgleich von Exemplarstreuungen müßte dann sogar noch die Schaltgeschwindigkeit begrenzt werden.
Ich fürchte der Aufwand wird sich nicht lohnen, wie gesagt eine Übertragerlösung ist geeigenter.