Strombegrenzung spring zu früh an?

[Jens (Gast)]

Hallo Leute,

habe die im Anhang befindliche Stormbegrenzung aufgebaut, die als 
50mA-Sicherung für eine Festspannungsquelle von ca. 500V DC dienen soll. 
Der verwendete Mosfet ist der IRFBE40.

Nun habe ich die Begrenzung erst mal an meinem Labornetzteil getestet, 
welches ich auf 60V eingestellt habe. Die Strombegrenzung des 
Labornetzteiles liegt bei 1.5A, spielt hier also keine Rolle.

R1 ist nicht 14 sondern 15 Ohm, sollten also 47mA sein in der 
Begrenzung.

Vom Prinzip her funktioniert alles wie gedacht, nur wird der Strom auf 
ca. 36mA begrenzt, und nicht wie durch meinen Widerstand eingestellt 
50mA. Woran liegt's? U_BE liegt bei 0.55 V, das erklärt die 36mA, aber 
nach meinem Verständnis sollte doch der Transistor erst voll bei 0.7V 
durchsteuern. Es ist ein C-Typ, liegt das daran?

Ich kann natürlich einfach ein Poti reinsetzen und damit die Schaltung 
einmalig auf die 50mA justieren, aber ich würde gerne den Grund für 
dieses Verhalten erfahren.

Danke für eure Tips schonmal.

Gruß
Jens

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Der Transistor ist kein harter Schalter, sondern fängt in deinem Fall 
eben schon bei 0,55 Volt Ube an zu leiten. Die genaue Schwelle ist auch 
noch vom Threshold des FETs abhängig, sowie vom Kollektorwiderstand, der 
mit 500k sehr hoch ist und nahezu alles in die Gate schickt. Du kannst 
sicher mit kleinerem R die Grenze ein bischen höher setzen.
Da der Transistor auch noch einer mit hoher Stromverstärkung ist, liegt 
die Schwelle eben recht niedrig.

[Walter H. (Gast)]

Es ist ganz normal dass der Transistor bereits bei U_BE = 0,55V leitet. 
Es muss ja nur 1mA flißen damit du am Widerstand deine 500V hast. Der C 
Typ hat ja auch ein hfe von 400 bis 800. Schau dir mal die 
Eingangskennlinie an. Ab welcher U_BE Spannung dort ein Strom von 1uA 
fließt. Das dürften dann etwa die 0,55V sein :-)

[Jens (Gast)]

Danke für eure Antworten, das ergibt so weit Sinn. Klar, ein 
npn-Transistor ist kein harter Schalter.

Nur ist mir aufgefallen: Habe ich die Schaltung bei 500V auf 50mA 
justiert mit einem 100R-Mehrgangpoti. Nach Anschluss an die 60V-Quelle 
fließen beim Kurzschluss aber nun nur ca. 20mA. Warum?!

Gruß
Jens

[(prx) A. K. (prx)]

Bei 500V ist der Kollektorstrom von T2 viel höher als bei 60V (über'n 
Daumen U / R2). Davon aber hängt die Basisspannung ab.

Die Schaltung ist für einen derart grossen Spannungsbereich so nicht zu 
gebrauchen.

[Jens (Gast)]

Schade. Meine spontane Idee für eine Strombegrenzung war eigentlich eine 
ganz andere:

Spannung über einen Shunt messen und mit OPV auf einen Wert in der 
Größenordnung von 3V pushen, dieses Signal dann mit festen 3V aus einem 
Spannungsfolger als Referenz vergleichen (Komparator), und den 
Komparator-Ausgang dann zu nutzen, um ein Monoflop zu triggern, das 
mittels HV-MOSFET die Schaltung komplett unterbricht, für sagen wir 10 
Serkunden.

Problem ist dabei nur, dass es so ein halb-digital-halb-analoges 
Gemurkse ist. Ich bin generell nicht so der versierte 
Analogelektroniker, daher war die Strombegrenzung von oben schon ein 
gutens Stück Arbeit bis ich sie verstanden hatte. Gibt es 
Modifikationen, die diese Strombegrenzung über einen weiteren 
Spannungsbereich arbeiten lassen? Stichwort reicht, den Rest erarbeite 
ich mir selber.

Danke & Gruß
Jens

[(prx) A. K. (prx)]

Das rekursive Stichwort: Stromquelle statt R2.

[(prx) A. K. (prx)]

Tipp aus Konstantstromquelle: T2 durch TL431 ersetzen.