probleme mit transistorschaltung, spannungsverlust

[jcrypter]

Fröhlichen Mittag liebes Forum,

ich ärgere mich seit einiger Zeit mit einer eigentlich simplen Transistor Schaltung. Es handelt sich um eine normale npn-Transistor Grundschaltung.
Ich habe momentan leider die genauen Daten des Transistors nicht hier, die folgen später.

Also eine normale Transistor Grundschaltung, 4,5V als Versorgungsspannung, als Vorwiderstand für den Transistor habe ich schon eine Menge zwischen 100Ohm und 10kOhm ausprobiert.

Mein Ziel ist es im Collector-Emitter-Kreis die ganzen 4,5 Volt zur Verfügung zu haben. Die Spannung für Basis-Emitter-Kreis kommt aus der gleichen Quelle wie die für den CE-Kreis.

Sobald Spannung anliegt, sollen mehrere parallel geschaltete LEDs leuchten, diese sind jeweils mit einem Vorwiderstand ausgestattet, der sie bei 4,5 V wunderbar leuchten lässt.
Ich glaube für die LEDs sind 3,2V und 60mA angegeben, entsprechend sind die Widerstände gewählt.

Jetzt ist es aber so, dass ich nie die ganzen 4,5 V zur Verfügung habe, die LEDs leuchten immer zu schwach, gemessen ergibt sich im CE-Kreis immer nur ca. 3,9V.
Der Transistor ist glaub ich für max. 4A ausgelegt, also sollte das kein Problem sein.

Woran kann es liegen, dass ich nie die ganzen 4,5 V zur Verfügung habe?
Habt ihr so schon eine Idee? Daten für den Transistor kommen später.

Danke für eure Mühe!
Crypi

[Richard]

Es sieht so aus als wenn Du den Transitor als Sannungsverstärker
Schaltung betreibst, dabei gibt es immer "Verluste". Versuche mal
den Transistor als Sromverstärker zu betreiben, also den Kollektor
auf +4,5 V und die LED`s mit r`s an den Emitter gegen GND. Die Basis
halt mit ca. 4k7 an +4,5 V.

Gruß Richard

[Gock]

Ohne Bild und mit dieser wagen beschreibung ist das schwer.
Allerdings würde ich meinem Vorredner genau widersprechen, denn ich denke, Du hast die LEDs am Emitter.
Wenn ja, dann LEDs + VorRs an den Kollektor und direkt an Versorgung, Emitter an GND.
Mit dem Stromverstärkungsfaktor des Transistors prüfen, ob genug Strom in die Basis fließt.
Andererseits hast Du natürlich immer Verluste in einem Transistor. Besser für so etwas wäre ein FET.
Gruß

[hagbart06]

gemessen ergibt sich im CE-Kreis immer nur ca. 3,9V.
Wenn du mit dem Multimeter am Collector und am Emitter misst, wird die am Transistor abfallende Spannung gemessen. Die sollte bei richtiger Benutzung eigentlich nahe 0V sein, weil der Transistor leitet. Kann an falscher Schaltung vom Transistor liegen oder auch das der Transistor kaputt ist. Am Besten immer Schaltplan mit Typenbezeichnung posten, ansonsten kann man dir schlecht helfen.



Der Transistor ist glaub ich für max. 4A ausgelegt, also sollte das kein Problem sein.
Transistoren mit der Leistung haben meist einen nicht ganz unerheblichen Ib, wenn er z.B. nur von einem µC angesteuert wird, kann es sein das der Strom nicht ausreicht und sogar den Port des Controllers zerstört. Deshalb muss man vorher unbedingt ins Datenblatt schauen welcher Strom fließt und dementsprechend auch seine Vorwiderstände auswählen. Insofern sollte man, wie Gock, bereits sagte, FETs verwenden. Die sind in der Ansteuerung nahezu Verlustfrei.

[Artur]

...Jetzt ist es aber so, dass ich nie die ganzen 4,5 V zur Verfügung habe, die LEDs leuchten immer zu schwach, gemessen ergibt sich im CE-Kreis immer nur ca. 3,9V....Crypi

Nun es gibt auch Transistor-Viecher an denen bis 2V hängen bleiben - besonders die Leistungsstärkere Exemplare sind davon betroffen.
Und 0,6V sind eigentlich für ein 4A ein ganz normaler Wert.
Null ( 0V ) Verlust gibt es nur bei Supra-Leitenden-Transistoren , aber leider erst in so ca 10-50 Jahren verfügbar

[jcrypter]

Guten Morgen,

danke für eure Antworten!

Also bei dem Transistor handelt es sich um einen BD 677 A.


Wie müsste ich die Schaltung gestalten um möglichst wenig Verlust zu erzielen?
Ist es hiermit überhaupt zu realisieren oder müsste ich eine höhere Spannung verwenden?

Gruß,

Crypi

[Artur]

...Wie müsste ich die Schaltung gestalten um möglichst wenig Verlust zu erzielen?...

Du schreibst aber nicht was diese Schaltung tun soll ](*,)

o.K. - wenn es nur um ON/OFF geht -> Relais / Reed-Relais wäre eine Möglichkeit. Ergibt 0V-Spannungsverlust und ist nicht unbedingt größer als ein BDxyz - nur der Steuerstrom ist dann halt größer.
Bis zu einer Gesamtbelastung von ca 1A würde ich darüber nachdenken.
Denn Höhere Spannung = Extra batterieZelle = mehr Verluste =? Kühlkörper

[TimmBo]

Dem Datenblatt entnehme ich:
U_CE(SAT) <= 2.8V bei I_C = 2 und I_B = 40 mA
Für einen geringeren Strom I_C = 400mA sind es immerhin noch U_CE(SAT) = 800mV
Für einen geringeren Spannungsabfall bleibt wahrscheinlich nur der Umstieg auf einen Feldeffekttransistor, der bei der gegebenen Spannung U_GS hinreichend niederohmig wird.

[jcrypter]

...
Mein Ziel ist es im Collector-Emitter-Kreis die ganzen 4,5 Volt zur Verfügung zu haben. Die Spannung für Basis-Emitter-Kreis kommt aus der gleichen Quelle wie die für den CE-Kreis.

Sobald Spannung anliegt, sollen mehrere parallel geschaltete LEDs leuchten, diese sind jeweils mit einem Vorwiderstand ausgestattet, der sie bei 4,5 V wunderbar leuchten lässt.
...
Crypi

Ein Relais möchte ich vermeiden, des Geräusches wegen.
Das Schaltsignal wird irgendwann von einem NE555 kommen, allerdings wollte ich die Schaltung erst einmal so hinbekommen, dass es ohne weitere mögliche Fehlerquellen funktioniert.
Ich kann die LEDs nicht direkt an den NE555 anschließen, da sie die 200mA die ein NE555 verkraftet übersteigen.

Crypi

[steep]

warum erhöhst Du nicht einfach die Speisespannung auf 5 oder 6Volt?

[b_spitzer]

Also bei dem Transistor handelt es sich um einen BD 677 A.Darlington-Transistoren haben immer eine Uce,rest größer 0,6V, weil der intern (vereinfachtes Modell) aus 2 NPN-Transistoren besteht. Ein kleinerer Transistor verstärkt den Basisstrom für den 2. Leistungstransistor. Die Ube des ersten Transistors ist immer als Teil der Uce des Darlington enthalten...
Abhilfe: für max. 100mA nimm' einen BC547B oder C oder was auch immer zur Hand ist. Der hat eine Uce,rest von Typ.0,2V bei 100mA...


Ich glaube für die LEDs sind 3,2V und 60mA angegeben, entsprechend sind die Widerstände gewählt.
Dann kannst Du immer noch die Vorwiderstände entsprechend verkleinern. Uf,led + Uce,rest + Ur = 4,5V
selbst bei dem BD677 bleibt für Ur noch 4,5V - 3,2V - 0,8V = 0,5V übrig. Bei 60mA ergeben sich halt nur 8,2Ohm! (also lieber mal 10-15Ohm)
Mit einem Kleinsignaltransistor BC547 bleiben für den Vorwiderstand 1,1V => 18Ohm oder 22Ohm.

unn tschuess
Bernhard

[b_spitzer]

Nachtrag...
Bei mehreren (vermutlich weißen) LEDs, die aus nur 4,5V (Flachbatterie?) versorgt werden sollten ist eine parallelschaltung Mist. Die Vorwiderstände verbraten unnötig Energie (Batterie=teure Energie). Besser ist hier ein Aufwärtswandler auf Uaus > N x Uf,led . Dann die LEDs in Reihe Schalten und nur einen einzigen Vorwiderstand verwenden. Wenn der Aufwärtsregler stromgeregelt ist, passt er sich schön anschwankende Eingangsspannungen an. Ein MC34063 ist "older-than-dirt", zuverlässig, billig und tut es für erste Tests auf alle Fälle. Besser sind spezielle integrierte LED-Treiber. Lies hier:
http://www.mikrocontroller.net/topic/83478
http://www.mikrocontroller.net/topic/146470

unn tschuess
Bernhard

[PICture]

Hallo!

@ b_spitzer

Das alles stimmt, die Frage ist nur, ob sich der Aufwand wegen ein paar Widerstände lohnt, falls genug Energie vorhanden ist. :)

MfG

[b_spitzer]

4,5V Versorgungsspannung riecht nicht nach "genug Energie" vorhanden. Meine Glaskugel orakelt, dass da jemand eine alte TaLa mit Flachbatterie auf LEDs umrüsten will... (oder doch aus USB??)
Da macht es evtl. schon einen Unterschied, ob man (z.B. für 10 LEDs in reihe oder parallel) 4,5V x 600mA = 2,7W oder 32V x 60mA /0,8 = 2,4W verbrät. Die 80% Wirkungsgrad erreicht man auch mit dem MC34063, aktuellere Schaltungen schaffen auch über 90%.
Wenn später eh ein NE555 dazu soll (PWM für Dimmen?? Glaskugel klemmt gerade wieder :) ) dann kann man auch einen anderen 8-Pinner, 1x L, 1x Schottky-Diode und einige Cs nehmen.
Bei sinkender Batteriespannung wird es bei den Randwerten ohne Step-Up eh nix richtiges. Wenn die Spannung auf nur 4V absinkt bleibt es wieder dunkel...

unn wech
Bernhard

[Artur]

=D>

warum den nicht gleich LED-Treiber IC's nehmen. Es gibt welche die 1,5 V bis zu 5V Weiße-LED's treiben können und da bis zu 3 in Reihe. Und da gibt es diesen kleinen Pin für ON/OFF

Alles nur eine Frage der Kosten.

Und das Schaltgeräusch eines REED-Relais ist (fast so gut wie) gar nicht zu hören , da muss man schon ganz genau hinhören und wenn das alles in einem Gehäuse ist = Gar nicht außerhalb zu hören

Aber wenn Ihr Elektronik + Geld + ??? unnötig Verbraten wollt ...

[jcrypter]

Guten Morgen,

interessant, das sind alles ganz neue Ansätze für mich. Und ich gebe zu, dass ich vieles davon nicht verstehe.
Ich bin nicht besonders bewandert was Elektronik angeht.

Ich habe mich für eine Parallelschaltung entschieden, weil das die favorisierte Variante zu sein schien um LEDs anzusteuern, laut Internet. Zumindest bis zu diesem Zeitpunkt.
Die Lichtleiste ist auch schon fertig.

Es handelt sich um 15 LEDs, die eine Lichtleiste bilden, alle mit 3,2V und 60mA.
Der NE555 ist tatsächlich zum Dimmen per PWM gedacht.
Die Stromversorgung erfolgt über ein Netzteil, dieses bietet die Möglichkeit 3V, 4,5V oder 6V zur Verfügung zu stellen. 3V ist zu wenig also fiel meine Wahl auf 4,5V.

Crypi

[Hessibaby]

Und warum nimmst Du dann nicht die 6V ?????

[jcrypter]

Weil ich dachte, dass der Verlust der 0,6V auf einem Fehler in meiner Schaltung basierte. Ich war mir nicht bewusst, dass ein Verlust bei einem Transistor, abhängig vom Typ normal sein kann.

Deswegen auch meine frühere Frage ob eine Realisierung mit den von mir angegebenen Teilen überhaupt möglich ist.

Crypi