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Hallo an alle Forum-Mitglieder,

ich bekomme einfach den Kollektorstrom bei einem Darlington, hier BD645, über 1 Ampere nicht in den Griff. Mit einer einfachen bipolaren Transistor-Konstantstromquelle, die im Wesentlichen aus einem BC 559C besteht, bleibt mein Basisstrom für den Darlington BD645 absolut konstant. Aber sobald 1 Ampere überschritten werden, galoppiert trotzdem, bei weiterhin konstantem Basisstrom, der Kollektorstrom über alle Maße.

Die komplementäre Endverstärkung soll bis etwa 3 Ampere ausgelegt sein. Der BD645 zum Beispiel verträgt laut Datenblatt bis zu 8 Ampere. Mit einen entsprechenden Kühlkörper sind 3 Ampere eigentlich locker machbar. Auch ein Emitter-Widerstand von 0,68 Ohm brachte den Kollektorstrom nicht zum bremsen. Nur wenn ich den Emitter-Vorwiderstand nur etwas vergrößere, steigt damit auch die abfallende Wärmeleistung an diesem Widerstand. Wie kann man nur den wachsenden Kollektorstrom bei einen Darlington-Transistor zum stoppen bringen?

» Hallo an alle Forum-Mitglieder,
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» ich bekomme einfach den Kollektorstrom bei einem Darlington, hier BD645,
» über 1 Ampere nicht in den Griff. Mit einer einfachen bipolaren
» Transistor-Konstantstromquelle, die im Wesentlichen aus einem BC 559C
» besteht, bleibt mein Basisstrom für den Darlington BD645 absolut konstant.
» Aber sobald 1 Ampere überschritten werden, galoppiert trotzdem, bei
» weiterhin konstantem Basisstrom, der Kollektorstrom über alle Maße.
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» Die komplementäre Endverstärkung soll bis etwa 3 Ampere ausgelegt sein. Der
» BD645 zum Beispiel verträgt laut Datenblatt bis zu 8 Ampere. Mit einen
» entsprechenden Kühlkörper sind 3 Ampere eigentlich locker machbar. Auch ein
» Emitter-Widerstand von 0,68 Ohm brachte den Kollektorstrom nicht zum
» bremsen. Nur wenn ich den Emitter-Vorwiderstand nur etwas vergrößere,
» steigt damit auch die abfallende Wärmeleistung an diesem Widerstand. Wie
» kann man nur den wachsenden Kollektorstrom bei einen Darlington-Transistor
» zum stoppen bringen?

Zeig mal ein Schaltbild. Welche Spannung verwebdest du für den BD645?
Ich vermute eine starke Überhitzung des BD

» Wie kann man nur den wachsenden Kollektorstrom bei einen Darlington-Transistor
» zum stoppen bringen?
Mit einem geschlossenen Regelkreis.
Die Stromverstärkung hängt von vielen Parametern ab, sodass ein offener Regelkreis nie stabil sein kann.

» Zeig mal ein Schaltbild. Welche Spannung verwebdest du für den BD645?
» Ich vermute eine starke Überhitzung des BD

Ich reiche die Infos nach. Ich muss das Nötige mir noch zurechtlegen. Spätestens morgen.

» » Wie kann man nur den wachsenden Kollektorstrom bei einen
» Darlington-Transistor
» » zum stoppen bringen?
» Mit einem geschlossenen Regelkreis.
» Die Stromverstärkung hängt von vielen Parametern ab, sodass ein offener
» Regelkreis nie stabil sein kann.

Mmh, so weit war ich auch schon. Bin aber mit meinen Überlegungen momentan an meine Grenzen gestoßen. Morgen werde ich die nötigen Infos nachreichen, heute mache ich jedoch erst mal Schluss.

» Hallo an alle Forum-Mitglieder,
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» ich bekomme einfach den Kollektorstrom bei einem Darlington, hier BD645,
» über 1 Ampere nicht in den Griff. Mit einer einfachen bipolaren
» Transistor-Konstantstromquelle, die im Wesentlichen aus einem BC 559C
» besteht, bleibt mein Basisstrom für den Darlington BD645 absolut konstant.
» Aber sobald 1 Ampere überschritten werden, galoppiert trotzdem, bei
» weiterhin konstantem Basisstrom, der Kollektorstrom über alle Maße.
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» Die komplementäre Endverstärkung soll bis etwa 3 Ampere ausgelegt sein. Der
» BD645 zum Beispiel verträgt laut Datenblatt bis zu 8 Ampere. Mit einen
» entsprechenden Kühlkörper sind 3 Ampere eigentlich locker machbar. Auch ein
» Emitter-Widerstand von 0,68 Ohm brachte den Kollektorstrom nicht zum
» bremsen. Nur wenn ich den Emitter-Vorwiderstand nur etwas vergrößere,
» steigt damit auch die abfallende Wärmeleistung an diesem Widerstand. Wie
» kann man nur den wachsenden Kollektorstrom bei einen Darlington-Transistor
» zum stoppen bringen?
Hallo,
Wie schon bemerkt, bekommst du bei hohen Strömen unvermeidlich ein thermisches Problem, und das ß hat einen deutlichen positiven Tk. Deshalb wird in dem Fall gepulst gemessen, also ein spezifizierter Basisstrom um 100us als Impuls, dann eine deutliche Pause. Ich nehme meist 20-50mal die Pulsdauer. Basisstrom und Kollektorstrom mit Oszi über Shunt messen. Je nach Testbedingungen wirst Du das Timing anpassen müssen. Möglich, dass es da Standards gibt - vielleicht findet man was in Datenblättern. Durch den thermischen Innenwiderstand Tjc des Transistors und der Wärmekapazität des Chips ist thermische Drift mit Kühlung allein nicht zu eliminieren. Eine Gegenkopplung (Regelung!) führt zu einer festen Verstärkung, ß ist so nicht mehr direkt messbar und bliebe weiterhin temperaturabhängig, nur die Betriebsverstärkung wäre halbwegs stabil.

» Zeig mal ein Schaltbild. Welche Spannung verwebdest du für den BD645?
» Ich vermute eine starke Überhitzung des BD

Hallo Gast,

es hat mich doch keine Ruhe gelassen. Also, hier erstmal die Infos zu meinem Problem. Aber alles weitere bitte wirklich erst morgen, heute bitte nicht mehr...

https://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20230920220545.pdf

Der vorläufige Schaltplan als pdf-Datei



Der Versuchsaufbau



Der Kühlkörper von 2 K/W mit den BD245 TO-220-Gehäuse

Das war's erst mal für heute, alles weitere morgen

ah, ich verstehe... Recht herzlichen Dank für die Erklärung. Morgen werde ich deine Antwort noch detaillierter betrachten. Aber was ich bis jetzt gelesen habe, scheint tatsächlich mein Problem darzustellen und hoffentlich auch abstellen. Also, auch hier, wie bei jeder Transistormessung, impulsmäßige Messung... ich verstehe...

Ich glaube, eine Antwort gefunden zu haben. Der 2. Widerstand (15k Ohm) des Basisspannungsteilers der Konstantstromquelle muss nicht zur Masse abgeleitet werden, sondern über den Emitter-Vorwiderstand des Darlington-Transistors. Den der Wert des 0,68 Ohm-Widerstand werde ich auf hoffentlich wirksamere 1,8 Ohm erhöhen. Damit muss sich leider auch die Akku-Spannung am Eingang der Schaltung von 22,2V auf 2 x 14,8V erhöhen. Damit wäre auch der Regelkreis, meiner Ansicht nach, geschlossen, von den Mitglied Offroad GTI gesprochen hatte. Über mein Ergebnis werde ich Euch berichten!

» ah, ich verstehe... Recht herzlichen Dank für die Erklärung. Morgen werde
» ich deine Antwort noch detaillierter betrachten. Aber was ich bis jetzt
» gelesen habe, scheint tatsächlich mein Problem darzustellen und hoffentlich
» auch abstellen. Also, auch hier, wie bei jeder Transistormessung,
» impulsmäßige Messung... ich verstehe...

...und ich hatte den Zusammenhang falsch verstanden, ich dachte es ging um eine Messschaltung....

» ...und ich hatte den Zusammenhang falsch verstanden, ich dachte es ging um
» eine Messschaltung....

Kein Problem, Hartwig, denn du hast ja trotzdem Recht. Denn eine Halbleitermessung muss generell impulsmäßig erfolgen. Aber interessant ist wirklich deine Angabe des Impuls/ Pause-Verhältnisses. Bisher hatte ich nämlich noch keine Angaben darüber gefunden. Somit habe ich immer selbst nach gut Dünken die entsprechenden Strommessungen vorgenommen und gerade bei den Leistungstransistoren sprechen wir hier nicht von Mikro- und Milliampere, sondern von Milli- und ganz Großen-Amperes. Allerdings habe ich mir jetzt ein Transistortester von der Fa. Joy-It bestellt. Kostet so um die 30 Euro (mit Versandkosten). Auf Dauer war mir das denn doch zu mühselig, jedes mal 4 Multimeter und das ganze Drumherum nur wegen einer Transistormessung aufzubauen. Und selbst bauen, na ja, man muss ja nicht nur den NPN- sondern auch den PNP-Transistor messen können. Und bei 30 Euro, denke ich mal, mach ich keinen Fehler. Einfach das Bauteil in den Tester gespannt und gleich hat man alle nötigen Daten auf einen Blick. Interessant und für weitere Berechnungen eigentlich wichtig, ist auch die Anzeige, was für einen Reststrom das Halbleiter-Bauteil hat. Auch hier fischte ich immer im Trüben. Also nix für ungut, Hartwig.

» Bisher hatte ich
» nämlich noch keine Angaben darüber gefunden. Somit habe ich immer selbst
» nach gut Dünken die entsprechenden Strommessungen vorgenommen
Ein Blick ins Datenblatt hilft
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/20085/POINN/BD645.html
Zitat: These parameters must be measured using pulse techniques, tp=300µs, duty cycle<=2%


» Einfach das Bauteil in den
» Tester gespannt und gleich hat man alle nötigen Daten auf einen Blick.
» Interessant und für weitere Berechnungen eigentlich wichtig,
Über die Datenblattwerte hinaus brauchst du eigentlich keine "genauen" Daten des speziellen Exemplares. Gut, wenn man für eine spezielle Schaltung ein Transistorpaar braucht, aber sonst doch nicht. Die Schaltung muss so dimensioniert sein, dass sich eine Exemplarstreuung und äußere Einflüsse nicht negativ auswirken.

» Über die Datenblattwerte hinaus brauchst du eigentlich keine "genauen"
» Daten des speziellen Exemplares. Gut, wenn man für eine spezielle Schaltung
» ein Transistorpaar braucht, aber sonst doch nicht. Die Schaltung muss so
» dimensioniert sein, dass sich eine Exemplarstreuung und äußere Einflüsse
» nicht negativ auswirken.

Hallo, Offroad GTI,

das ist alles richtig, was du schreibst. Die Werte der Kleinleistungstransistoren (so um die 0,5W) unterscheiden sich eh kaum voneinander, da ist eigentlich nur der Stromverstärkungsfaktor wichtig. Die übrigen Werte aus den Datenblättern sind nur mehr die Eckdaten einer Grobdimensionierung. Den übrigen Rest macht dann letztendlich ohnehin die eigene Erfahrung, die man im Laufe der Zeit gesammelt hat. Die Exemplarstreuungen und die normierten Bauteilwerte tun ein übriges. Dennoch ist es in manchen Fällen hilfreich, genauere Angaben testen zu wollen, denn auch ein Datenblatt gibt ja nur die mittleren Werte einer ganzen Bauteilserie an, die tatsächlich von den eigenen Messergebnissen enorm abweichen können. Es kommt eben letztendlich bei einem Schaltungsentwurf darauf an, wie weit will ich die Genauigkeit treiben. Man braucht nicht immer einen Transistortester, aber in manchen Fällen kann er doch sehr nützlich sein.

Für mich macht die gesamte Schaltung wenig Sinn.
Die untere Hälfte liegt permanent nur auf GND oder sehe ich das falsch?
Oder a la Habeck : "Die Schaltung geht schon, sie funktioniert nur nicht"

» Für mich macht die gesamte Schaltung wenig Sinn.
» Die untere Hälfte liegt permanent nur auf GND oder sehe ich das falsch?
» Oder a la Habeck : "Die Schaltung geht schon, sie funktioniert nur nicht"

Hallo Gast,

weder noch! Die PNP-Seite ist erst mal uninteressant, darum ist der gesamte PNP-Zweig eh gegen Masse kurzgeschlossen. Aber du hast Recht, die Schaltung sieht tatsächlich erstmal etwas verwirrend aus, es sind ja auch 3 Schaltungen in 1 vorhanden. Ich wollte mir eine neue Seite, die eh nur für den simplen Versuchsaufbau gedacht gewesen wäre, sparen und habe für mich lediglich den Schaltplan von meinem funktionierenden 400Hz-Tongenerator, den ich zur Wasser-Signalisierung meiner erdachten Klima-Anlage brauche, für mein jetzigen Spannungswandler von 25V-Gleichspannung auf 230V/50Hz-Wechselspannung bei 25W kopiert und weitergenutzt. Ob nun 400Hz oder 50Hz, die prinzipielle Arbeitsweise soll die gleiche sein. Da aber mein Tongenerator in der Endstufe eine maximale Amplitude von 0,8A hat, konnte ich die Basisströme der Endtransistoren (hier BD239C/BD240C) mit einen Heißleiter stabil halten. Das geht aber bei den jetzigen Endtransistoren, wo die maximale Amplitude 4,5A betragen soll, so einfach nicht mehr. Und so frickelte ich in die vorhandene 1. Schaltung statt des Heißleiters eine Konstantstromquelle und das ganze auch nochmal auf der PNP-Seite ein, ohne erst mal zu prüfen, ob das überhaupt funktioniert. Die PNP-Seite ist für mich schaltungstechnisch erst mal sowieso uninteressant. Des weiteren soll statt des Lautsprechers ein Trafo geschaltet sein von 5V auf 230V. Das wäre denn die 2. Schaltung, die der ersten überlagert wurde. Wobei auch dieser Zweig erst mal uninteressant ist, denn auch bei dem Trafo muss ich mir erst noch die darin enthaltenen Energiemengen und deren Abfuhr genauer betrachten. Ja, und letztendlich interessiert nur der NPN-Zweig mit der Konstantstromquelle, wobei auch hier die Konstantstromquelle zur Basisspannungsregulierung des BD245 aus einem einfachen Potentiometer besteht, der, wenn es mir gelingt den Kollektorstrom bei den BD645 zum Stoppen zu bringen, gegen eine Z-Diode ausgetauscht werden soll. Das wäre denn die 3. Schaltung, die in der 1. Schaltung auch noch enthalten ist.

Aber warte noch etwas ab, in der Zwischenzeit erhöhe ich den Emitter-Vorwiderstand auf 1,8 Ohm und senke außerdem den Querstrom des 1. Basisspannungsteilers von 1,1mA aus 230mykroA und werde dazu eine passende Schaltung zeichnen, die jeder versteht. Ich gehe mal davon aus, dass die 1,8 Ohm für den Emittervorwiderstand ausreichen, um den Kollektorstrom des BD645 endlich zu stabilisieren.

Besser so, ohne ständigen Download:
(direkt als jpg hochladen)



Hast du dir die Ansteuerung einer Gegentaktendstufe eines Verstärkers mal angesehen?
Du kannst die beiden Zweige nicht einzeln betrachten.
Ohne Signal fließt kein Strom (nur ein geringer Ruhestrom, der in deinem Fall auch 0 sein kann).