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Sel(R)

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Radebeul,
07.12.2020,
17:01
 

Leistungstransistor schneller abschalten (Elektronik)

Habe ein Monstrum von Transistor (QM300HA-2H), den ich als Längstransistor in einem linearen Festspannungs-Netzteil (Ausgangswerte: 12V/30A) betreibe. Datenblatt: https://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20201207165231.pdf

Bei Übertrom oder Kurzschluß will ich den Transistor kurzerhand sperren/abschalten, also die Basis auf Masse ziehen mittels kleinem Mosfet. Das bekomme ich jedoch nicht schnell genug hin. Der Transistor braucht, wenn ich dessen Basis auf Masse schalte, immer noch ca. 50ms ehe er richtig sperrt. Das ist mir zu lange. Von den technischen Daten her juckt das den Transistor nicht (verbruzelte Leistung, Überstrom). Aber gerade dieser Überstrom, den ich leider nicht genau messen kann, macht mir Sorgen. So geschätzt wird der Strom bei Kurzschluß ein ganzes Stück über 100...200A liegen. Der Mosfet gegen Masse ist schnell genug, die Schaltung zur Strommessung auch. Bei kleinerem Strom (5A) und anderem Leistungstransi (Darlington) komme ich locker auf unter 1ms, falls ich richtig messe.

Wie kann ich nun den fetten Transistor überreden, das der seine Ladung an seiner Basis schneller rausräumt? Da ist ja noch der Basisanschluß BX (siehe Datenblatt). Soll ich den zusätzlich noch mit einem Mosfet auf Masse ziehen oder gegen den Emitter schalten (kurzschließen)? Also dieser Mosfet ist immer hochohmig, bei Überstrom/Kurzschluß geht der sehr niederohmig gegen Masse (oder Emitter) und sperrt damit den großen Transistor, gleichzeitig zum Mosfet an der eigentlichen Basis. Oder doch anders? Es muß letztendlich nur schneller gehen.

LG Sel

bigdie(R)

07.12.2020,
21:15

@ Sel

Leistungstransistor schneller abschalten

» Habe ein Monstrum von Transistor (QM300HA-2H), den ich als Längstransistor
» in einem linearen Festspannungs-Netzteil (Ausgangswerte: 12V/30A) betreibe.
» Datenblatt:
» https://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20201207165231.pdf
»
» Bei Übertrom oder Kurzschluß will ich den Transistor kurzerhand
» sperren/abschalten, also die Basis auf Masse ziehen mittels kleinem Mosfet.
» Das bekomme ich jedoch nicht schnell genug hin. Der Transistor braucht,
» wenn ich dessen Basis auf Masse schalte, immer noch ca. 50ms ehe er richtig
» sperrt. Das ist mir zu lange. Von den technischen Daten her juckt das den
» Transistor nicht (verbruzelte Leistung, Überstrom). Aber gerade dieser
» Überstrom, den ich leider nicht genau messen kann, macht mir Sorgen. So
» geschätzt wird der Strom bei Kurzschluß ein ganzes Stück über 100...200A
» liegen. Der Mosfet gegen Masse ist schnell genug, die Schaltung zur
» Strommessung auch. Bei kleinerem Strom (5A) und anderem Leistungstransi
» (Darlington) komme ich locker auf unter 1ms, falls ich richtig messe.
»
» Wie kann ich nun den fetten Transistor überreden, das der seine Ladung an
» seiner Basis schneller rausräumt? Da ist ja noch der Basisanschluß BX
» (siehe Datenblatt). Soll ich den zusätzlich noch mit einem Mosfet auf Masse
» ziehen oder gegen den Emitter schalten (kurzschließen)? Also dieser Mosfet
» ist immer hochohmig, bei Überstrom/Kurzschluß geht der sehr niederohmig
» gegen Masse (oder Emitter) und sperrt damit den großen Transistor,
» gleichzeitig zum Mosfet an der eigentlichen Basis. Oder doch anders? Es muß
» letztendlich nur schneller gehen.
»
» LG Sel
Ich weis ja nicht, was bei dir Masse ist. Aus geht der transistor, wenn man Basis mit Emitter brückt und wenn das zu langsam ist, dann kann man auch BX gegen Emitter schalten. Ich glaube aber kaum das man das bei einem bipolaren Transistor braucht.

xy(R)

E-Mail

07.12.2020,
21:49

@ bigdie

Leistungstransistor schneller abschalten

» kann man auch BX
» gegen Emitter schalten.

Aber nur wenn der Treibertransistor bereits sperrt.

Sel am Handy

07.12.2020,
22:27

@ xy

Leistungstransistor schneller abschalten

» » kann man auch BX
» » gegen Emitter schalten.
»
» Aber nur wenn der Treibertransistor bereits sperrt.

Eben. Sonst gibts duftige Wölkchen vom Treiber. Ich würde mir wirklich die 1ms als maximale Sperrzeit wünschen. Schneller ist ok, muß aber nicht sein. Schließlich leiden ja auch die Ladeelkos beim brachialen Kurzschluß.

LG Sel

uwe?

07.12.2020,
22:44

@ Sel am Handy

Leistungstransistor schneller abschalten

Hallo Sel
brauchs keine Angst vor zu hohen Strom haben
ein bipolar Transistor hat bei hohem Strom eine
ganz geringe Stromverstärkung so das der
Transistor den max. Strom selbst begrenzt.
Das habe ich früher auch so gemacht das ging
tadellos. Der Transistor war ein 2N3772 (30A)
Es wurden viele Geräte so gebaut, defekte Transistoren
sind nicht vorgekommen. Heute mit MOS Transistoren
sieht die Sache anders aus.
Gruß
Uwe

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
07.12.2020,
23:53

@ uwe?

Leistungstransistor schneller abschalten

» Hallo Sel
» brauchs keine Angst vor zu hohen Strom haben
» ein bipolar Transistor hat bei hohem Strom eine
» ganz geringe Stromverstärkung so das der
» Transistor den max. Strom selbst begrenzt.
» Das habe ich früher auch so gemacht das ging
» tadellos. Der Transistor war ein 2N3772 (30A)
» Es wurden viele Geräte so gebaut, defekte Transistoren
» sind nicht vorgekommen. Heute mit MOS Transistoren
» sieht die Sache anders aus.
» Gruß
» Uwe

Aber Sel sein Transistor hat 16A Basisstrom

--
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JBE&M(R)

08.12.2020,
00:22
(editiert von JBE&M
am 08.12.2020 um 00:39)


@ Sel

Leistungstransistor schneller abschalten

» Habe ein Monstrum von Transistor (QM300HA-2H), den ich als Längstransistor
» in einem linearen Festspannungs-Netzteil (Ausgangswerte: 12V/30A) betreibe.
» Datenblatt:
» https://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20201207165231.pdf
»
» Bei Übertrom oder Kurzschluß will ich den Transistor kurzerhand
» sperren/abschalten, also die Basis auf Masse ziehen mittels kleinem Mosfet.
» Das bekomme ich jedoch nicht schnell genug hin. Der Transistor braucht,
» wenn ich dessen Basis auf Masse schalte, immer noch ca. 50ms ehe er richtig
» sperrt. Das ist mir zu lange. Von den technischen Daten her juckt das den
» Transistor nicht (verbruzelte Leistung, Überstrom). Aber gerade dieser
» Überstrom, den ich leider nicht genau messen kann, macht mir Sorgen. So
» geschätzt wird der Strom bei Kurzschluß ein ganzes Stück über 100...200A
» liegen. Der Mosfet gegen Masse ist schnell genug, die Schaltung zur
» Strommessung auch. Bei kleinerem Strom (5A) und anderem Leistungstransi
» (Darlington) komme ich locker auf unter 1ms, falls ich richtig messe.
»
» Wie kann ich nun den fetten Transistor überreden, das der seine Ladung an
» seiner Basis schneller rausräumt? Da ist ja noch der Basisanschluß BX
» (siehe Datenblatt). Soll ich den zusätzlich noch mit einem Mosfet auf Masse
» ziehen oder gegen den Emitter schalten (kurzschließen)? Also dieser Mosfet
» ist immer hochohmig, bei Überstrom/Kurzschluß geht der sehr niederohmig
» gegen Masse (oder Emitter) und sperrt damit den großen Transistor,
» gleichzeitig zum Mosfet an der eigentlichen Basis. Oder doch anders? Es muß
» letztendlich nur schneller gehen.
»
» LG Sel

Stell mal den Schaltplan rein.

Schneller wirst du es nur mit Hühnerfutter drumherum hinbekommen, und eventuell mit einen Treiber.

AufArbeit

08.12.2020,
12:28

@ Sel

Leistungstransistor schneller abschalten

Maximale negative Basis-Emitterspannung ausnutzen und kapazitiv einen negativen Puls auf die Basis geben?

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
09.12.2020,
09:42
(editiert von Sel
am 09.12.2020 um 09:51)


@ JBE&M

Leistungstransistor schneller abschalten

» Stell mal den Schaltplan rein.

Habe ich noch nicht. Ist im Prinzip ein einfacher Festspannungslängsregler, also Referenzspannung, dann oben drauf eine Komplementärdarlingtonstufe (Längsregler), dazu eine Stromüberwachung über Shunt (paar Milliohm), Auswertung über einen OPV für die Verstärkung plus Grenzwerterkennung (Triggerschaltung). Ähnlich https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl2.htm (eben vom Prinzip her, ansonsten andere Darlingtonschaltung, der beschriebene I-Limiter ist in meinem speziellen Fall völlig untauglich...). Auch ohne freie Spannungseinstellung (daher Festspannungsnetzteil), die Strombegrenzung soll in Stufen schaltbar sein (schaltet das Netzteil dann sekundärseitig nach den Ladeelkos ab, kein Konstantstrombetrieb). Das ist besser so, sonst würde ich einen Riesenaufwand zum Kühlen treiben müssen.

» Schneller wirst du es nur mit Hühnerfutter drumherum hinbekommen, und
» eventuell mit einen Treiber.

Ist klar. Die Basis nur kurzschließen zum Emitter hilft nicht viel. Ich arbeite am Monstertransistor mit einem Basisstrom bis etwa 0,75...1 Ampere, mehr brauchts nicht. Das Monster lacht über die max. 30 Ampere und ich freue mich über eine noch vorhandene Stromverstärkung von etwas über 80. Schon ganz nett sowas :-) Eigentlich hat der Transistor soviel Leistung, das er auch einen ungeschützten Kurzschluß locker überlebt. Bei knapp 2 kW möglicher (Heiz-) Leistung (lt. Datenblatt) brennt eher der Trafo ab, natürlich nur wenn die Hitze vom Transistor wegkommt. Aber mein Brückengleichrichter und diverses Kleinzeugs löst sich lange vorher innerhalb von wenigen Millisekunden in Rauch auf. Der Kühlkörper ist sehr knapp ausgelegt, den Betriebsbedingungen eben angepasst, so wird auch der Monstertransistor schon merklich warm bei mehrmaligen Kurzschlüssen.

Übrigens, 12 Volt und 30 Ampere knallen ordentlich bei einem "Kurzen"! Da kokelts nicht nur die Haut bis in die Tiefe weg, da verdampfen auch relativ dicke Labormeßleitungen, Bananenstecker und zugehörige Buchsen, da kann leider richtig was passieren :-( Also äußerste Vorsicht! Und auch aus diesem Grund möchte ich eine kurze Abschaltzeit.

LG Sel

JBE&M(R)

09.12.2020,
11:54

@ Sel

Leistungstransistor schneller abschalten

» » Stell mal den Schaltplan rein.
»
» Habe ich noch nicht. Ist im Prinzip ein einfacher Festspannungslängsregler,
» also Referenzspannung, dann oben drauf eine Komplementärdarlingtonstufe
» (Längsregler), dazu eine Stromüberwachung über Shunt (paar Milliohm),
» Auswertung über einen OPV für die Verstärkung plus Grenzwerterkennung
» (Triggerschaltung). Ähnlich
» https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl2.htm (eben vom
» Prinzip her, ansonsten andere Darlingtonschaltung, der beschriebene
» I-Limiter ist in meinem speziellen Fall völlig untauglich...). Auch ohne
» freie Spannungseinstellung (daher Festspannungsnetzteil), die
» Strombegrenzung soll in Stufen schaltbar sein (schaltet das Netzteil dann
» sekundärseitig nach den Ladeelkos ab, kein Konstantstrombetrieb). Das ist
» besser so, sonst würde ich einen Riesenaufwand zum Kühlen treiben müssen.
»
» » Schneller wirst du es nur mit Hühnerfutter drumherum hinbekommen, und
» » eventuell mit einen Treiber.
»
» Ist klar. Die Basis nur kurzschließen zum Emitter hilft nicht viel. Ich
» arbeite am Monstertransistor mit einem Basisstrom bis etwa 0,75...1 Ampere,
» mehr brauchts nicht. Das Monster lacht über die max. 30 Ampere und ich
» freue mich über eine noch vorhandene Stromverstärkung von etwas über 80.
» Schon ganz nett sowas :-) Eigentlich hat der Transistor soviel Leistung,
» das er auch einen ungeschützten Kurzschluß locker überlebt. Bei knapp 2 kW
» möglicher (Heiz-) Leistung (lt. Datenblatt) brennt eher der Trafo ab,
» natürlich nur wenn die Hitze vom Transistor wegkommt. Aber mein
» Brückengleichrichter und diverses Kleinzeugs löst sich lange vorher
» innerhalb von wenigen Millisekunden in Rauch auf. Der Kühlkörper ist sehr
» knapp ausgelegt, den Betriebsbedingungen eben angepasst, so wird auch der
» Monstertransistor schon merklich warm bei mehrmaligen Kurzschlüssen.
»
» Übrigens, 12 Volt und 30 Ampere knallen ordentlich bei einem "Kurzen"! Da
» kokelts nicht nur die Haut bis in die Tiefe weg, da verdampfen auch relativ
» dicke Labormeßleitungen, Bananenstecker und zugehörige Buchsen, da kann
» leider richtig was passieren :-( Also äußerste Vorsicht! Und auch aus
» diesem Grund möchte ich eine kurze Abschaltzeit.
»
» LG Sel

Die einfachste Lösung wäre ein Sicherungsautomat , oder ein entsprechendes KFZ- Relais oder Lastrelais.

Mit dem Basisstrom kannst ja den Kollektorstrom steuern, ich würde den dicken Transistor so ansteuern wie bei einem Regelbaren Netzteil,

ganz einfach einen ordinären BJT nehmen, also einen normalen NPN Transistor , und mittels OPV den Strom steuern.

Nachteil ist allerdings dann eine Hilfsspannung.

Da hast du immer eine Strombegrenzung, und Kurzschlussfest wird es dann auch sein.

Solche Ströme in Lineartechnik zu beherrschen ist nicht einfach, ich habe Lineare Netzteile von AEG gesehen und repariert die lieferten 24V 50A , und der kurzschlussschutz
war immens aufwändig, trotzdem war dort schlussendlich ein Sicherungsautomat vorhanden um eben den Leitungsschutz zu garantieren.

Diese Trümmer waren in 19Zoll 6HE Gehäuse verbaut.

Sel am Handy

09.12.2020,
21:59

@ JBE&M

Leistungstransistor schneller abschalten

Ja, klein wird das Teil nicht und ein bissel mehr Gewicht bringts auch auf die Waage.

Ok, den Leitungsschutz kann eine ordinäre (langsame, also träge) Sicherung übernehmen. Eine Temperaturüberwachung ist an verschiedenen Stellen drin. Und ich setze keinen Industriestandard an in Sachen Stabilität, Hochfrequenztauglichkeit, Störfestigkeit und solchen Sachen. Nur am Tempo für den Kurzschlußschutz schraube ich derzeit erfolglos rum.

LG Sel