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Matthias Pollack

E-Mail

22.05.2016,
12:04
 

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat (Bauelemente)

Hallo Leute!
Folgendes:
Für einen echten Thyristor, zum Beispiel 2N5061, wird im Datenblatt für alle Temperaturbereiche ein Mindesthaltestrom von 10 mA ausgewiesen. Bei +25 ° sollen auch schon 5 mA ausreichen, aber um sicher für alle Temperaturbereiche zu sein sollten es mindestens 10 mA sein.

Ich habe in NI Multisim 14 nun einen Thyristor aus einem NPN/PNP-Pärchen BC546/556 diskret aufgebaut und simuliert und diese Kombination kommt laut Multisim mit einem deutlich geringeren Haltestrom aus.

Meine Schaltung, die mit dem Thyristor geschaltet werden soll, soll blos 5 mA verbrauchen weil sie im Kfz-Dauerbetrieb läuft, dabei auch schon einmal gut 40, 50 oder 60 Tage aktiv laufen kann und in dieser Zeit trotzdem eine anfangs geladene Batterie nicht tiefentladen soll.

Ich möchte deswegen mit der zu schaltenden Last nicht über 5 mA gehen was die Schaltung aber ansatzfrei macht. Laut Multisim soll das BC546/556-Pärchen selbst diesen geringen Haltestrom können. Ich habe sogar 4 mA ausprobiert, was auch noch geht.

Ist ein BC546/556-Pärchen im Haltestrom nun wirklich noch einmal soviel besser als ein "fertiger" Kleinsignal-Thyristor wie eben 2N5061 oder ist das ein Problem mit fehlerhaften Rechenergebnissen der Simulation?

Noch etwas:
Hier wurde ja im Elektronik-Kompendium eine LED-Flasher-Schaltung vorgestellt:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm

Wenn ich die Schaltung in der Multisim-Simulation aufbaue, funktioniert sie wie sie soll. Ich hatte sie auch real aufgebau und da funktioniert sie auch wie sie soll.

Jetzt kam ich auf die Idee, das BC546/556-Pärchen durch eben einen echten Kleinsignal-Thyristor, z.B. besagten 2N5061, zu ersetzen. Leider funktionierte in der Simulation dann die Schaltung nicht mehr, die LED brannte dauerhaft und es kamen komische Potentiale an den LED-Anschlüssen zustande ... Wäre das auch real so? Woran liegt das?

Und als letztes:
Wenn ich die Schaltung nach dem Link aufbaue, sieht man, dass die LED kurz vor dem eigentlichen Blitz schon ganz leicht anfängt, zu glimmen. Normal fällt das nicht auf, wenn es aber quasi im Auto nachts als "Diebstahl-Flasher" oben neben dem Türpin aus einer kleinen 3mm-LED blitzen soll, dann fällt das Glimmen auf.

Wenn ich mir in Multisim die Spannung an der LED anschaue, wird auch klar, warum es vorher leicht glimmt. Die Spannung steigt so 200 - 400 ms (je nach eingestelltem Blitzabstand) langsam bis kurz vor den Auslösewert des Flash an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung der LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch irgendwie verhindern?

Danke Euch und LG,
Euer Matse

simi7(R)

D Südbrandenburg,
22.05.2016,
14:12

@ Matthias Pollack

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung der
» LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» irgendwie verhindern?
Mit einem Parallelwiderstand an der LED?

Matse.P(R)

22.05.2016,
15:08
(editiert von Matse.P
am 22.05.2016 um 15:08)


@ simi7

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» » an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung
» der
» » LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» » flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» » irgendwie verhindern?
» Mit einem Parallelwiderstand an der LED?

Du hast Dir die Schaltung aus dem Link aber schon angesehen, oder?

Was soll das bringen?

simi7(R)

D Südbrandenburg,
22.05.2016,
15:32

@ Matse.P

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» » » an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung
» » der
» » » LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» » » flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» » » irgendwie verhindern?
» » Mit einem Parallelwiderstand an der LED?
»
» Du hast Dir die Schaltung aus dem Link aber schon angesehen, oder?
Würde ich sonst diesen Vorschlag machen?
» Was soll das bringen?
Natürlich den Strom an der LED vorbei leiten, bzw. den Spannungsabfall zu senken, so dass es nicht mehr zum glimmen reicht.
Das Fragezeichen habe ich übrigens gesetzt, weil ich mir nicht sicher bin ob es funktioniert.

Matse.P(R)

22.05.2016,
15:56

@ simi7

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» » » » an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der
» Durchbruchspannung
» » » der
» » » » LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» » » » flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» » » » irgendwie verhindern?
» » » Mit einem Parallelwiderstand an der LED?
» »
» » Du hast Dir die Schaltung aus dem Link aber schon angesehen, oder?
» Würde ich sonst diesen Vorschlag machen?
» » Was soll das bringen?
» Natürlich den Strom an der LED vorbei leiten, bzw. den Spannungsabfall zu
» senken, so dass es nicht mehr zum glimmen reicht.
» Das Fragezeichen habe ich übrigens gesetzt, weil ich mir nicht sicher bin
» ob es funktioniert.

Hm, hat funktioniert! Ich habe einen 5k-Widerstand parallel zur LED gehängt und das hat es gebracht ...

Hast Du nun noch eine Idee zum BC546/556-Kombinat oder einem echten Thyristor?

Kendiman(R)

22.05.2016,
16:05

@ Matthias Pollack

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» Hallo Leute!
» Folgendes:
» Für einen echten Thyristor, zum Beispiel 2N5061, wird im Datenblatt für
» alle Temperaturbereiche ein Mindesthaltestrom von 10 mA ausgewiesen. Bei
» +25 ° sollen auch schon 5 mA ausreichen, aber um sicher für alle
» Temperaturbereiche zu sein sollten es mindestens 10 mA sein.
»
» Ich habe in NI Multisim 14 nun einen Thyristor aus einem NPN/PNP-Pärchen
» BC546/556 diskret aufgebaut und simuliert und diese Kombination kommt laut
» Multisim mit einem deutlich geringeren Haltestrom aus.
»
» Meine Schaltung, die mit dem Thyristor geschaltet werden soll, soll blos 5
» mA verbrauchen weil sie im Kfz-Dauerbetrieb läuft, dabei auch schon einmal
» gut 40, 50 oder 60 Tage aktiv laufen kann und in dieser Zeit trotzdem eine
» anfangs geladene Batterie nicht tiefentladen soll.
»
» Ich möchte deswegen mit der zu schaltenden Last nicht über 5 mA gehen was
» die Schaltung aber ansatzfrei macht. Laut Multisim soll das
» BC546/556-Pärchen selbst diesen geringen Haltestrom können. Ich habe sogar
» 4 mA ausprobiert, was auch noch geht.
»
» Ist ein BC546/556-Pärchen im Haltestrom nun wirklich noch einmal soviel
» besser als ein "fertiger" Kleinsignal-Thyristor wie eben 2N5061 oder ist
» das ein Problem mit fehlerhaften Rechenergebnissen der Simulation?
»
» Noch etwas:
» Hier wurde ja im Elektronik-Kompendium eine LED-Flasher-Schaltung
» vorgestellt:
» http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_led-blitzer.htm
»
» Wenn ich die Schaltung in der Multisim-Simulation aufbaue, funktioniert sie
» wie sie soll. Ich hatte sie auch real aufgebau und da funktioniert sie auch
» wie sie soll.
»
» Jetzt kam ich auf die Idee, das BC546/556-Pärchen durch eben einen echten
» Kleinsignal-Thyristor, z.B. besagten 2N5061, zu ersetzen. Leider
» funktionierte in der Simulation dann die Schaltung nicht mehr, die LED
» brannte dauerhaft und es kamen komische Potentiale an den LED-Anschlüssen
» zustande ... Wäre das auch real so? Woran liegt das?
»
» Und als letztes:
» Wenn ich die Schaltung nach dem Link aufbaue, sieht man, dass die LED kurz
» vor dem eigentlichen Blitz schon ganz leicht anfängt, zu glimmen. Normal
» fällt das nicht auf, wenn es aber quasi im Auto nachts als
» "Diebstahl-Flasher" oben neben dem Türpin aus einer kleinen 3mm-LED blitzen
» soll, dann fällt das Glimmen auf.
»
» Wenn ich mir in Multisim die Spannung an der LED anschaue, wird auch klar,
» warum es vorher leicht glimmt. Die Spannung steigt so 200 - 400 ms (je nach
» eingestelltem Blitzabstand) langsam bis kurz vor den Auslösewert des Flash
» an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung der
» LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» irgendwie verhindern?
»
» Danke Euch und LG,
» Euer Matse

wenn du einen Sekunden-Blitzer brauchst, der eine geringe Stromaufnahme hat,
dann probier mal folgende Schaltung.
Der Impulsstrom durch die LED wird durch R1 bestimmt. Bei 22 Ohm ca.0,5 A
Die gesamte Stromaufnahme liegt bei ca. 40 uA


Matse.P(R)

22.05.2016,
16:47

@ Kendiman

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» ...
» Bei 22 Ohm ca.0,5 A
» Die gesamte Stromaufnahme liegt bei ca. 40 uA
»
»
»

Auch nicht schlecht. Der Thyristor-Blitzer aus dem Vorschlag braucht aber auch nicht mehr. Die Differenz zu meinen 5mA kommt daher, dass ich eine 5V1-Zener-Diode als Konstantspannungsquelle für die Schaltung nutze um die Blitz-Frequenz unabhängig der Bordnetzspannung zu haben. Ich habe mit dem Strom durch die Zener noch etwas experimentiert und bin mittlerweile auf 2,5 mA runter. Und die Schaltung funktioniert von 8.5V bis 15V+ konstant. Das genügt ...

Hast Du noch eine Antwort zu dem Vergleich BC546/556 gegen den echten Thyristor?

Ich könnte mir vorstellen, dass der hohe Verstärkungsfaktor der Kleinsignaltransistoren den geringen Haltestrom des BC546/556-Diskret-Thyristors gegenüber dem echten bewirkt. Basis-Emmiter-Ströme genügen dort ja schon im µA-Bereich. Nur warum kann der "originale" Thyristor das dann nicht?

BataillonDAmour(R)

E-Mail

22.05.2016,
19:50

@ Matse.P

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» Hast Du noch eine Antwort zu dem Vergleich BC546/556 gegen den echten
» Thyristor?
»
» Ich könnte mir vorstellen, dass der hohe Verstärkungsfaktor der
» Kleinsignaltransistoren den geringen Haltestrom des
» BC546/556-Diskret-Thyristors gegenüber dem echten bewirkt.
» Basis-Emmiter-Ströme genügen dort ja schon im µA-Bereich. Nur warum kann
» der "originale" Thyristor das dann nicht?


Hallo,

ein Thyristor darf nicht zu empfindliche sein, damit er eine ausreichende Festigkeit gegenüber unbeabsichtigtem Zünden hat (durch dv/dt, I_DRM, Licht usw. und das alles auch bis zu einer angemessen hohen maximalen Sperrschichttemperatur). Da muss man als Thyristorhersteller einen angemessenen Kompromiss finden, der die überwiegende Zahl der Zielapplikationen zufrieden stellt.
Bei Leistungsthyristoren (also >10A) werden absichtlich kleine Unterbrechungen in die n+ Kathoden-Schicht zur darunter liegenden p-dotierten Gate-Schicht gemacht. Die wirken wie kleine Widerstände zwischen Gate und Kathode und verringern die Empfindlichkeit auf ein brauchbares Niveau. Ob das bei den kleinen Dingern auch schon gemacht wird, weiss ich nicht.

Grüße.

olit(R)

E-Mail

Berlin,
23.05.2016,
10:18

@ Matse.P

Thyristor Haltestrom: 2N5061 gegen BC546/556-Kombinat

» » » an und erreicht dabei bereits Werte knapp unter der Durchbruchspannung
» » der
» » » LED. Dabei fängt sie dann schon das Glimmen an ohne dass es wirklich
» » » flashte und ohne dass nennenswert Strom flöße ... Kann man das noch
» » » irgendwie verhindern?
» » Mit einem Parallelwiderstand an der LED?
»
» Du hast Dir die Schaltung aus dem Link aber schon angesehen, oder?
»
» Was soll das bringen?

Verhindert das Glimmen.

Die Schaltung benötigt aber eine Strombegrenzende Maßnahme, wenn sie anstatt mit verbrauchten Batterien, mit einer stabilen Spannungsquelle betrieben wird. ( 47 bis 56 Ohm. Oder größer, ja nach Betriebsspannung und Flussspannung der LED) dann funktioniert sie einwandfrei.