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Board-AnsichtTransistor als Schalter - Wirkungsgrad (Elektronik)
Hallo zusammen!
Ich rätsle jetzt schon lange an einem Problem herum. Ich hoffe, hier kann mir jemand helfen.
Ganz einfache Schaltung:
10V DC --- 4k7 Vorwiderstand --- LED --- npn -Transistor --- GND
Die Basis wird über einen Rechteckimpuls angesteuert.
Ich verändere den Tastgrad (20%, 40%, 60%, 80%) und messe Strom und Spannung an der LED.
Der Theorie nach müsste der Wirkungsgrad konstant bleiben, da der Schaltung im Ausschaltzustand keine Energie zugeführt wird, man also nur die Einschaltzeit betrachtet. Messungen an der Schaltung real (und Simulation mit LTSpice) zeigen aber ein anderes Verhalten. Der Wirkungsgrad sinkt mit steigendem Tastgrad: 36%, 26%, 24%, 21% (LT: 15%, 10%, 8%, 7%).
Jetzt frage ich mich, woher kommt dieses Verhalten.
Erst dachte ich, dass der Transistor halt ein idealer Schalter ist und dort Verlust/Schaltverluste auftreten. Allerdings macht die Leistung am Transistor nur rund 1% der Gesamtleistung aus.
Simulation der Spannung über der LED zeigt, dass diese keinen schönen Rechteckimpuls ergibt, sondern auch in der Auszeit eine nicht unerhebliche Spannung anliegt, die leicht (nach einer e-Fkt?) abfällt.
Ich habe mir das jetzt so erklärt, dass diese Spannung das arithmetische Mittel der Spannung beeinflusst. Bei einem kleinen Tastgrad mehr als bei einem großen. Somit diese Abschwächung des Wirkungsgrades.
Erst mal: ist das richtig? Oder liegt es vielleicht doch am Transistor? Oder ein Zusammenspiel der beiden?
Zweitens: Was passiert dabei auf molekularer Ebene? Bilden die Schichten eine Art Kapazität?
Ich habe auch schon mal die Schaltung ohne Transistor simuliert, mit einem 10V Rechteckimpuls. Dabei ist der Wirkungsgrad konstant...
Was meint ihr?
Vielen Dank,
MfG
Maddin
Gesamter Thread:
, 23.11.2013, 15:24, 23.11.2013, 16:53