Forum

Hallo ihr,
Ich hab hier einen NPN-Transistor (max. 800mA) und ne Spule (eher Primärseite) am Kollektor.
Und da fangen die Probleme an. Worauf muss ich achten, wenn ich die Spule mit dem Transistor möglichst "gut" schalten will? Also kann ich den Transistor zB irgendwie beschalten, dass er leichter durchsteuert, und schnell sperrt??? Wenn ich nen Frequenzgenerator (Rechteck 50:1 oder so) an die Basis hänge, liefert der schon ne ganz ordentliche Spannung, damit der Transistor von der Spule weitestgehend unbeeinflusst bleibt.

Ach ja: Sollte ich die Aus-Dauer (höhö) so kurz halten wie möglich (also zB ein Tastverhältnis von 1000:0,001)um hohe Induktionsspannungen zu erzeugen, und wenn nicht, wonach richtet die sich?

Aber das war noch nicht alles:
Erstmal: AHHHHHHHHHHHRRRGH!!! Ich hatte mir letztens aus nem Lo-Power OpAmp eine einfache Oszillatorschaltung zusammen gebastelt, um mir hohe Spannungen bei geringer Leistung zu erzeugen. Und das ging auch wunderbar!!! Leider war mir zu dem Zeitpunkt nicht bewusst, wie gut das eigentlich funktionierte. Also habe ich sie inzwischen zu anderen Oszi-Schaltungen umgebaut. Tja, und nun weiß ich nicht mehr wie ich das ursprünglich gemacht hatte. Ich habe mir schon die Nächte um die Ohren geschlagen, aber ohne Resultat. Bitte helft mir!!!! Ich bin auch mit jeder anderen Schaltung, die bei ca. 2,5V und 200-300mA, 5-10kV (5mm Funken) bringt, zufrieden.
Im Bild unten ist der ungefähre Aufbau des Oszillators zu sehen. (Ja, ich meine die Basis nicht mit nem Kondensator entkoppelt zu haben)
Schaltungen mit dem NE555 bei 5V lieferten viel schlechtere Ergebnisse, insgesamt aber immernoch die zweitbesten.
Und auch dazu hab ich ne kleine Frage am Rande: Jede Spule, bzw jedes Trafo hat doch eine eigene Resonanzfrequenz, auf der man sie/es am Besten betreibt, oder?! Beim NE555 lässt sich die Frequenz mittels R und C einstellen. Nun lässt sich mit verschiedenen RC-Kombinationen die gleiche Frequenz einstellen. Gibts dabei irgendas zu beachten, also beispielsweise C möglichst groß, oder so??

und daher keine Löschdiode?

Schaltung schein von PSpice zu sein, dann kannst du ja mal gucken, welche Spannungsspitzen am Kollektor auftreten. (Welche Spannung Uce kann der Transsitor ab?)

» mit dem Transistor möglichst "gut" schalten will? Also kann ich den
» Transistor zB irgendwie beschalten, dass er leichter durchsteuert, und
» schnell sperrt???

Kondensator über R7 ? aber der ist eh schon recht niederohmig.

Welche Probleme treten denn auf?

hws

» Hallo ihr,
» Ich hab hier einen NPN-Transistor (max. 800mA) und ne Spule (eher
» Primärseite) am Kollektor.
» Und da fangen die Probleme an. Worauf muss ich achten, wenn ich die Spule
» mit dem Transistor möglichst "gut" schalten will?

Du musst irgendwie ein interessantes Einzelexemplar an
Schalttransistor haben. Nach Datenblatt kann der nämlich
nur 60V ab und keine 5000V!
Wenn Du einen Oszillator bauen willst, solltest Du als
erstes daran denken, passende Bauelemrente zu nehmen.
Ich kenne jetzt auf Anhieb allerdings auch keinen
Transistor, der 5000V verträgt.
Gruss
Harald
PS: Typisch baut man solche Schaltungen mit einem Trans-
formator. Siehe auch Auto-Zündung.

» und daher keine Löschdiode?

Das ganze soll eine Treiberschaltung für ein Diodensplitttrafo sein.

»
» Schaltung schein von PSpice zu sein, dann kannst du ja mal gucken, welche
» Spannungsspitzen am Kollektor auftreten. (Welche Spannung Uce kann der
» Transsitor ab?)

Also es haben sich mehr Transistoren wegen Überhitzung, als durch Überspannung verabschiedet. Der ursprüngliche war ein BC337 (U_ce=50V), dann hab ich es mal mit MOSFETs (BS170, U_ce=60V) probiert.. Die kann man doch parallel schalten?!! Trotzdem kam es hin und wieder vor, dass sich einer (von 4) bei insgesamt ca. 600mA verabschiedet hat. Warum??
Wenn im Datenblatt steht, dass der Transistor 500mA abkann, bedeutet das dann ohne Kühlkörper??


» Welche Probleme treten denn auf?

Tja...Also...

Die schaltung auf dem Bild schwingt erst garnicht mehr, obwohl sie es bis vor kurzem noch getan hat! Und ich hatte mir den Schaltplan dazu nicht skizziert...
Inzwischen bin ich aber auf den NE555 und Mosfets umgestigen. Geht auch ganz gut, allerdings braucht die Schaltung mehr Spannung.

Mal zur Analyse mit dem Oszilloskop:
Die Schaltung mit dem 555 verhält sich nicht so, wie simuliert (wer hätte das gedacht?!). An U_ce bzw. U_ds treten Spannungsspitzen auf, die dann eine gedämpfte Schwingung erzeugen. Immer wenn ich mit dem 555 ein Vielfaches der Grundschwingung erwische steigt der Strom durch den Transistor an und auch die Spannung am HV-Ausgang. Wobei gleiche Frequenzen das beste Ergebnis liefern. Am PC simuliert, tritt keine Schwingung auf.
Bei der "alten" Schaltung, die nicht mehr geht, sah das Bild für U_ce anders aus. Schwer zu beschreiben, aber irgendwie vermischte Schwingungen und mit geringerer Frequenz.
So als ob sich die ganze Schaltung sich auf die Spule eingestellt hätte.

MfG Philipp

» Du musst irgendwie ein interessantes Einzelexemplar an
» Schalttransistor haben. Nach Datenblatt kann der nämlich
» nur 60V ab und keine 5000V!

In der Realität benutze ich eh andere Transistoren, die allerdings auch nicht mehr abkönnen... Aber es scheint SwCad relativ egal zu sein, zumindest was U_ce angeht, um welchen Transistoe es sich handelt.

» Wenn Du einen Oszillator bauen willst, solltest Du als
» erstes daran denken, passende Bauelemrente zu nehmen.
» Ich kenne jetzt auf Anhieb allerdings auch keinen
» Transistor, der 5000V verträgt.

Der wäre bestimmt auch zu teuer... Gibt es sowas???

» PS: Typisch baut man solche Schaltungen mit einem Trans-
» formator. Siehe auch Auto-Zündung.

Das ganze ist auch nur die Primärseite des Trafos...

MfG Philipp

» » Du musst irgendwie ein interessantes Einzelexemplar an
» » Schalttransistor haben. Nach Datenblatt kann der nämlich
» » nur 60V ab und keine 5000V!
»
» In der Realität benutze ich eh andere Transistoren, die allerdings auch
» nicht mehr abkönnen... Aber es scheint SwCad relativ egal zu sein,
» zumindest was U_ce angeht, um welchen Transistoe es sich handelt.

Das ist eben der Unterschied zwischen Simulation und
Wirklichkeit.

» » Wenn Du einen Oszillator bauen willst, solltest Du als
» » erstes daran denken, passende Bauelemrente zu nehmen.
» » Ich kenne jetzt auf Anhieb allerdings auch keinen
» » Transistor, der 5000V verträgt.

» Der wäre bestimmt auch zu teuer... Gibt es sowas???

Natürlich, allerdings typisch nicht im Kleinleistungs-
bereich.
»
» » PS: Typisch baut man solche Schaltungen mit einem
» » Transformator. Siehe auch Auto-Zündung.
»
» Das ganze ist auch nur die Primärseite des Trafos...

Das hast Du aber nicht gesagt. Aber auch da muss der
Transistor höhere Spannungen vertragen. Bei einer
Autozündung typisch 300V. Meist wird die Spannung
am Transistor dann auch z.B. mit einer Z-Diode auf
diesen Wert begrenzt.
Gruss
Harald

» » » Transistor, der 5000V verträgt.
»
» » Der wäre bestimmt auch zu teuer... Gibt es sowas???
»
» Natürlich, allerdings typisch nicht im Kleinleistungs-
» bereich.

5kV? Nicht mit Silizium, nicht mit SiC, müssen wir also warten bis Diamanthalbleiter in Serie gehen.



P.S.: Als Stack gehts natürlich schon, aber es ging ja wohl um Einzelhalbleiter.

» Wenn im Datenblatt steht, dass der Transistor 500mA abkann, bedeutet das
» dann ohne Kühlkörper??

Das schon, aber du darfst auch nicht die Verlustleistung überschreiten.

600mA bei 0,3V sind ok, bei 3Volt nicht mehr.

» Die schaltung auf dem Bild schwingt erst garnicht mehr, obwohl sie es bis
» vor kurzem noch getan hat!

Und ohne "Hochspannungsteil" ?
Sonst hat eine Spannungsspitze auch was anderes gekillt.

hws

» » Wenn im Datenblatt steht, dass der Transistor 500mA abkann, bedeutet das
» » dann ohne Kühlkörper??
»
» Das schon, aber du darfst auch nicht die Verlustleistung überschreiten.
»
» 600mA bei 0,3V sind ok, bei 3Volt nicht mehr.

Ach is das die "Power Dissipation", wenn man mal ins Datenblatt sieht? Also die Leistung, die vom Gehäuse ohne weiteres abgeführt werden kann?? Als Abhilfe nen Kühlkörper!? Stimmt das? Kann man sich die Größe des Kühlkörpers irgendwie herleiten?

(Wie kommt das eigentlich physikalisch? Ich dachte nur der Strom wäre entscheident für die Erwärmung etc. . )

»
» » Die schaltung auf dem Bild schwingt erst garnicht mehr, obwohl sie es
» bis
» » vor kurzem noch getan hat!
»
» Und ohne "Hochspannungsteil" ?
» Sonst hat eine Spannungsspitze auch was anderes gekillt.

Ohne gehts.

Gruß Philipp

» Ach is das die "Power Dissipation", wenn man mal ins Datenblatt sieht?
ja
» Also die Leistung, die vom Gehäuse ohne weiteres abgeführt werden kann??
Je nach Angabe bei "Transistor in freier Luft"
oder "bei Gehäuse auf 25°C halten"

» Als Abhilfe nen Kühlkörper!? Stimmt das? Kann man sich die Größe des
» Kühlkörpers irgendwie herleiten?

Schau mal bei "Thermischer Widerstand".
Lässt sich analog zu Strom, Spannung Widerstand berechnen.

» (Wie kommt das eigentlich physikalisch? Ich dachte nur der Strom wäre
» entscheident für die Erwärmung etc. . )

Leistung = Strom * Spannung

» » Und ohne "Hochspannungsteil" ?
» Ohne gehts.

Dann macht entweder die Spannungsspitze an L was oder die Spannungsversorgung bricht zusammen (wenn Strom durch L1 fließt)

hws

» » (Wie kommt das eigentlich physikalisch? Ich dachte nur der Strom wäre
» » entscheident für die Erwärmung etc. . )
»
» Leistung = Strom * Spannung

Jaja, und? Aber wenn ich mir die Erwärmung als Reibung zwischen den Elementarteilchen im Halbleiter vorstelle...
Wir betrachten z.B. den Atomrumpf. Der sieht doch nur die Elektronen mit einer bestimmten Geschwindigkeit an sich vorbei fliegen, also den Strom...
Wobei es natürlich darauf ankommt wieviel Platz zwischen den Atomen liegt, also den Leitwert, bzw. Widerstand.

...ok, mit P = I^2 * R gebe ich mich zufrieden...
(nein, das ist nicht das Gleiche )


»
» » » Und ohne "Hochspannungsteil" ?
» » Ohne gehts.
»
» Dann macht entweder die Spannungsspitze an L was oder die
» Spannungsversorgung bricht zusammen (wenn Strom durch L1 fließt)

Also die Stromversorgung ist es nicht. Das Netzteil hat noch genügend Reserven und andere Schaltungen mit derselben Spule funktionieren ja auch..

Was kann ich denn machen, damit die Spannunsspitzen an der Spule bleiben, die brauche ich ja für die Sekundärseite, aber von dem Rest der Schaltung abgeschirmt werden? Wie schnell schalten eigentlich die schnellsten Relais?? (Und wie ist es bei dem Durchschnitt?)
Und danke erstmal!

MfG Philipp

» Jaja, und? Aber wenn ich mir die Erwärmung als Reibung zwischen den
» Elementarteilchen im Halbleiter vorstelle...

Dann stell es dir nicht vor
Zu jedem Zeitpunkt liegt am Transistor eine Spannung und es fließt ein Strom (wobei eines oder beide auch Null sein können)
Im Idealfall schaltet der Transistor 100%.
Also Strom fließt, die anliegende Spannung = null, also Leistung auch null.

Transistor sperrt, Spannung liegt am Transistor, aber der Strom ist null. Also auch Leistung = null.

nur gibts diese beiden Fälle nicht. Wegen Ladungsverschiebungen beim Sperren (und anderen Einflüssen) gibts bei jeder Schaltflanke Verluste. Und die können ordentlich sein. Und bei höherer Schaltfreuenz kommen die häufiger, Verlustleistung steigt.

» ...ok, mit P = I^2 * R gebe ich mich zufrieden...
» (nein, das ist nicht das Gleiche )

Da gehts um den Spannungsabfall an einem Leiter und die dadurch verursachte Verlustleistung.

Wir haben es aber beim Transistor nicht mit einem einfachen Draht zu tun, sondern ein Halbleiter. Da kann ein Strom fließen, ohne dass die Spannung (nahezu) Null wird.


» Was kann ich denn machen, ...

Kann ich per Ferndiagnose nicht sagen. wie soll ich das feststellen, ohne dran zu messen, die Schaltung (und Verlauf der Verdrahtung) selbst anzusehen?

hws