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Hallo liebes Elektronik-Forum,

Ich bin gerade dabei eine Schaltung für eine elektropneumatische Ventilsteuerung zu entwickeln. Das ganze wird über einen Microcontroller gesteuert. Damit ich die Magnetspulen (ca. 5W) der Pneumatikventile steuern kann, muss ich das Signal das vom Microcontroller verstärken, da die Spulen 1. mit 12V und nicht mit 5V laufen und 2. der µC nur wenigige mA liefern kann. Ich habe also im Anschluss an den µC eine Diode als Schutz eingebaut und dahinter einen NPN Transistor vom Typ BC639 geschaltet. Dieser wird durch den µC also gesteuert und schaltet dann eine 12V Spannung. Der Transistor kann bis 1A schalten.

Jetzt zu meinem Problem:
Der BC639 schaltet erst bei 5V, mein µC liefert aber nur etwa 4,8V. Ich könnte natürlich zuerst einen anderen Transistor mit weniger Schaltleistung nutzen um den größeren Transistor zu nehmen, aber ich habe nicht genügend Platz dafür.

Kenn von euch jemand einen Transistor der 1A Schaltstrom hat, aber weniger als 4,5V Steruerspannung hat? Wäre super.

Danke schon mal im vorraus.

» Der BC639 schaltet erst bei 5V, mein µC liefert aber nur etwa 4,8V.

Dann stimmt was nicht. Ein NPN Transistor schaltet bei ca 0,7V. Mit der zusätzlichen Diode (wenn nichtig rum eingebaut) bei ca 1,4V.
Schaltung hhier einstellen? (Emitter an Masse, Kollektor über das Ventil auf +12V)

hws

» Der BC639 schaltet erst bei 5V,

Bipolartrtansistoren sind stromgesteuert.

Und wenn man nur wenig Steuerstrom zur Verfügung hat, dann nimmt man Darlingtonschaltung/transistor oder MOSFET.

Hallo,

» und dahinter einen NPN Transistor vom Typ BC639 geschaltet. Dieser wird
» durch den µC also gesteuert und schaltet dann eine 12V Spannung. Der
» Transistor kann bis 1A schalten.
»
» Jetzt zu meinem Problem:
» Der BC639 schaltet erst bei 5V, mein µC liefert aber nur etwa 4,8V.

wo steht das, daß der erst bei 5V schaltet?
Der Transistor steuert schon ab 0,7V durch. Entscheidend ist aber der Strom, der in die Basis fließt. Laut Datenblatt hat dein Transistor bei 500mA Kollektorstrom aber nur eine Verstarkung von 80, d.h., du müßtest ihm mindestens 10mA in die Basis geben, damit er sicher durchsteuert. Ob das aber dein Mikroprozessor schafft?

Dann solltest du einen Darlington Transistor nehmen. Der braucht zwar mindestens 1,4V an der Basis, dafür darf aber der Strom viel kleiner sein.

Gruß
Bernd

ECD listet mehr als 16.000 npn-Transistoren auf

Davon etwa 1.500 Darlington

Als auch etwa 6.000 n-ch MOSFETs

http://www.elektor.de/products/cd-dvds/tools/ecd-7.2246742.lynkx

na dann ...

» ECD listet mehr als 16.000 npn-Transistoren auf
»
» Davon etwa 1.500 Darlington
»
» Als auch etwa 6.000 n-ch MOSFETs
»
» http://www.elektor.de/products/cd-dvds/tools/ecd-7.2246742.lynkx
»
» na dann ...

Ah... okay, danke schonmal. Dachte es kommt nur auf die Spannung an die an der Basis anliegt. Dann schau ich mal ob es da was passendes gibt.

Hallo Felix,

» Hallo liebes Elektronik-Forum,
»
» Ich bin gerade dabei eine Schaltung für eine elektropneumatische
» Ventilsteuerung zu entwickeln. Das ganze wird über einen Microcontroller
» gesteuert. Damit ich die Magnetspulen (ca. 5W) der Pneumatikventile steuern
» kann, muss ich das Signal das vom Microcontroller verstärken, da die Spulen
» 1. mit 12V und nicht mit 5V laufen und 2. der µC nur wenigige mA liefern
» kann. Ich habe also im Anschluss an den µC eine Diode als Schutz eingebaut
» und dahinter einen NPN Transistor vom Typ BC639 geschaltet.

Wie schon jemand anders andeutet, wäre es nützlich, hier eine Schaltungsskizze rein zustellen. Das macht eine Unterstützung leichter und "flüssiger". Dies und anderes liest Du in "7 Tipps für Fragesteller", dort zu lesen, wo man postet.

(Das man das immer wieder sagen muss... *AAaarg*)

» Dieser wird
» durch den µC also gesteuert und schaltet dann eine 12V Spannung. Der
» Transistor kann bis 1A schalten.
»
» Jetzt zu meinem Problem:
» Der BC639 schaltet erst bei 5V, mein µC liefert aber nur etwa 4,8V.

An dieser Stelle zeigst Du, dass Du noch nicht weisst wie ein Transistor funkioniert. Um dem abzuhelfen, empfehle ich Dir hier die ELKO-Grundlagenkurse. Einfach transistor in das Suchfenster eingeben.

Wie schon angedeutet, die Basis des Transistors wird strom- und nicht spannunsggesteuert, wobei zwischen Basis und Emitter eine Spannung von quasistabil 0.7 V (Silizium) entsteht.

Wir wollen jetzt aber herausfinden, wie Du auf diese 5 V gekommen bist und gucken in das Datenblatt hier:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/siemens/BC639.pdf

Unter "Maximum Ratings" liest man unter dem Parameter "Emitter-base voltage" eine Spannung von maximal 5V. (Es geht hier also um U_eb und nicht U_be.)

Was bedeutet das? Es ist ein NPN-Transistor, also wird die Basis mit positivem Strom gesteuert und die Spannung an U_be beträgt rund 0.7 V.

Nun kann es je nach Betriebsart, z.B. beim Abschalten passieren, dass die Basis eine negative Spannung erhält. Und da ist es wichtig, dass diese -5 V möglichst nicht überschritten wird. Wenn der Basis-Vorwiderstand nicht zu klein ist, kann allerdings nichts passieren, wenn dieser Fall auftritt. Trotzdem ist es besser, wenn man diesen Zustand vermeidet.

So, ich hoffe, das hilft Dir weiter.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo Felix,
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» » Hallo liebes Elektronik-Forum,
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» » Ich bin gerade dabei eine Schaltung für eine elektropneumatische
» » Ventilsteuerung zu entwickeln. Das ganze wird über einen Microcontroller
» » gesteuert. Damit ich die Magnetspulen (ca. 5W) der Pneumatikventile
» steuern
» » kann, muss ich das Signal das vom Microcontroller verstärken, da die
» Spulen
» » 1. mit 12V und nicht mit 5V laufen und 2. der µC nur wenigige mA liefern
» » kann. Ich habe also im Anschluss an den µC eine Diode als Schutz
» eingebaut
» » und dahinter einen NPN Transistor vom Typ BC639 geschaltet.
»
» Wie schon jemand anders andeutet, wäre es nützlich, hier eine
» Schaltungsskizze rein zustellen. Das macht eine Unterstützung leichter und
» "flüssiger". Dies und anderes liest Du in "7 Tipps für Fragesteller", dort
» zu lesen, wo man postet.
»
» (Das man das immer wieder sagen muss... *AAaarg*)
»
» » Dieser wird
» » durch den µC also gesteuert und schaltet dann eine 12V Spannung. Der
» » Transistor kann bis 1A schalten.
» »
» » Jetzt zu meinem Problem:
» » Der BC639 schaltet erst bei 5V, mein µC liefert aber nur etwa 4,8V.
»
» An dieser Stelle zeigst Du, dass Du noch nicht weisst wie ein Transistor
» funkioniert. Um dem abzuhelfen, empfehle ich Dir hier die
» ELKO-Grundlagenkurse. Einfach transistor in das Suchfenster eingeben.
»
» Wie schon angedeutet, die Basis des Transistors wird strom- und nicht
» spannunsggesteuert, wobei zwischen Basis und Emitter eine Spannung von
» quasistabil 0.7 V (Silizium) entsteht.
»
» Wir wollen jetzt aber herausfinden, wie Du auf diese 5 V gekommen bist und
» gucken in das Datenblatt hier:
» http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/siemens/BC639.pdf
»
» Unter "Maximum Ratings" liest man unter dem Parameter "Emitter-base
» voltage" eine Spannung von maximal 5V. (Es geht hier also um U_eb und nicht
» U_be.)
»
» Was bedeutet das? Es ist ein NPN-Transistor, also wird die Basis mit
» positivem Strom gesteuert und die Spannung an U_be beträgt rund 0.7 V.
»
» Nun kann es je nach Betriebsart, z.B. beim Abschalten passieren, dass die
» Basis eine negative Spannung erhält. Und da ist es wichtig, dass diese -5 V
» möglichst nicht überschritten wird. Wenn der Basis-Vorwiderstand nicht zu
» klein ist, kann allerdings nichts passieren, wenn dieser Fall auftritt.
» Trotzdem ist es besser, wenn man diesen Zustand vermeidet.
»
» So, ich hoffe, das hilft Dir weiter.

Danke für die Super Erklärung. Ja ich habe schon gewusst das Transistoren normal bei 0,7V schalten, da die Schaltung aber selbst mit 4,8V nicht funktioniert hat, habe ich im Datenblatt geschaut und ungenau gelesen und voreilige schlüsse gezogen. Das mit den Ueb wurde mir dann, nach der Erklärung ein paar posts weiter oben auch klar, dass es nicht an der Spannung liegt und dass es wohl in die andere Richtung gehen muss.

Hier ist jetzt auch mal ein Schaltplan. Es geht um die Transistoren Q1, Q2 und Q3. Ich denke aber, dass ein Darlington-Transistor genügen wird, nach dem was ich jetzt darüber gelesen habe.

» Hier ist jetzt auch mal ein Schaltplan. Es geht um die Transistoren Q1, Q2 und Q3.

Dachte ich es mir doch, Schaltung falsch. Korrekte Schaltung hab ich schon beschrieben - Am Emitter kann nie eine höhere Spannung anliegen, als an der Basis.

Emitter an Masse. Ventil an den Kollektor und das zweite Ventilanschluss an +12V.

hws

» » Hier ist jetzt auch mal ein Schaltplan. Es geht um die Transistoren Q1,
» Q2 und Q3.
»
» Dachte ich es mir doch, Schaltung falsch. Korrekte Schaltung hab ich schon
» beschrieben - Am Emitter kann nie eine höhere Spannung anliegen, als an der
» Basis.
»
» Emitter an Masse. Ventil an den Kollektor und das zweite Ventilanschluss an
» +12V.
»
» hws

Super, danke für die Hilfe. Dann ist es ja sogar einfacher zu korrigieren.

» Danke für die Super Erklärung. Ja ich habe schon gewusst das Transistoren
» normal bei 0,7V schalten, da die Schaltung aber selbst mit 4,8V nicht
» funktioniert hat, habe ich im Datenblatt geschaut und ungenau gelesen und
» voreilige schlüsse gezogen. Das mit den Ueb wurde mir dann, nach der
» Erklärung ein paar posts weiter oben auch klar, dass es nicht an der
» Spannung liegt und dass es wohl in die andere Richtung gehen muss.
»
» Hier ist jetzt auch mal ein Schaltplan.



Die Darstellung war sehr lästig, weil man den Kopf zum Lesen um 45 Grad drehen muss. Es wäre eigentlich Deine Aufgabe, ein Bild in einer gefälligen Art darzustellen. Die Schriften sind zu klein gewählt.

» Es geht um die Transistoren Q1, Q2
» und Q3. Ich denke aber, dass ein Darlington-Transistor genügen wird, nach
» dem was ich jetzt darüber gelesen habe.

So funktioniert das nicht, weil Du eine Kollektorschaltung (Emitterfolger) realisiert hast. Die Ventile bekommen nur die Spannung des Controllers, also <5 V, weil man muss von den 5V noch die doppelte U_be von 1.4 V abziehen.

Nur so geht's: Alle Emitter auf GND und zwischen den Kollektoren und +12 VDC die Ventile schalten. Und nicht vergessen, parallel zu den Ventilspulen Freilaufdioden schalten.

Weiter: In den Basisleitungen brauch es keine Dioden, aber Strombegrenzungswiderstände. Da gilt es auch einiges zu beachten.

Dazu ein Hinweis: Die sehr hohe Stromverstärkung des Darlington gilt nicht wenn man schaltet, weil der Transistor gesättigt werden muss.

Warum das alles so ist und nur so richtig funktioniert, dazu musst Du halt im ELKO Grundlagen- und Minikurse und/oder in andern Grundlagen noch lesen und lernen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Die Darstellung war sehr lästig, weil man den Kopf zum Lesen um 45 Grad
» drehen muss. Es wäre eigentlich Deine Aufgabe, ein Bild in einer gefälligen
» Art darzustellen. Die Schriften sind zu klein gewählt.
Dann solltest du mal deinen Bildschirm gerade stellen, wenn du deinen Kopf um 45° drehen musst, ich muss meinen nämlich um 90° drehen


» So funktioniert das nicht, weil Du eine Kollektorschaltung (Emitterfolger)
» realisiert hast. Die Ventile bekommen nur die Spannung des Controllers,
» also <5 V, weil man muss von den 5V noch die doppelte U_be von 1.4 V
» abziehen.
»
» Nur so geht's: Alle Emitter auf GND und zwischen den Kollektoren und +12
» VDC die Ventile schalten. Und nicht vergessen, parallel zu den Ventilspulen
» Freilaufdioden schalten.
»
» Weiter: In den Basisleitungen brauch es keine Dioden, aber
» Strombegrenzungswiderstände. Da gilt es auch einiges zu beachten.
»
» Dazu ein Hinweis: Die sehr hohe Stromverstärkung des Darlington gilt nicht
» wenn man schaltet, weil der Transistor gesättigt werden muss.
»
Das hat ja hws auch schon gesagt... aber danke für die doppelte Bestätigung.

» » Dazu ein Hinweis: Die sehr hohe Stromverstärkung des Darlington gilt
» nicht
» » wenn man schaltet, weil der Transistor gesättigt werden muss.
» »
» Das hat ja hws auch schon gesagt... aber danke für die doppelte
» Bestätigung.

Das HWS-Posting habe ich erst feststellen können, als ich selbst mit Schreiben fertig war.

Alternative: Anstelle von Darlingtons kannst Du auch MOSFETs einsetzen. Da entfällt die Stromverstärkung, da spannungsgesteuert. Es müssen aber solche sein, die mit 5V Gate/Source-Spannung aussteuerbar sind. Man nennt solche N-Channel-MOSFETS auch TTL-kompatibel.

--
Gruss
Thomas

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» » Hier ist jetzt auch mal ein Schaltplan. Es geht um die Transistoren Q1,
» Q2 und Q3.
»
» Dachte ich es mir doch, Schaltung falsch. Korrekte Schaltung hab ich schon
» beschrieben - Am Emitter kann nie eine höhere Spannung anliegen, als an der
» Basis.
»
» Emitter an Masse. Ventil an den Kollektor und das zweite Ventilanschluss an
» +12V.
»
» hws

So hab es jetzt einmal umgebaut und tada... es funktioniert, auch ohne neue Transistoren. Sowas passiert halt wenn ein Maschinenbauer sich in fremdem Gebiet austoben will. Danke vielmals.