Hallo Community, mein Problem: ein Transistor wird zu heiß, wahrscheinlich ist er überlastet. Folgender Aufbau: Benutze ein Teensy 2.0 um einen Transistor zu schalten. Hinter einem Vorwiderstand (4k7) hängt der BC337-40 und muss 33.5V (vielleicht auch ein wenig mehr, 1 bis 2 Volt) und 350mA unterbrechen bzw. "durchlassen". Dahinter hängt eine Hochleistungs-LED. Nach einschalten funktioniert die LED kurz problemlos (1-2 sek.). Dann fängt sie an zu flackern, der Transistor wird sehr heiß und riecht angebrannt. Nun meine Frage an euch: wo liegt mein Fehler? Ist der Transistor überlastet oder ist es was anderes? Und vorallem: wie kann ich das am besten beheben? Einen anderen Transistor? Wenn ja, welchen? Danke schonmal im Voraus.
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555000 schrieb: > Ist der Transistor überlastet? Ja. > Und vorallem: wie kann ich das am besten beheben? Dein Basiswiderstand ist zu groß. Du solltest mit einer Strom- verstärkung von ca. 30 rechnen. Gruss Harald
> > Nun meine Frage an euch: wo liegt mein Fehler? Ist der Transistor > überlastet oder ist es was anderes? > Und vorallem: wie kann ich das am besten beheben? Einen anderen > Transistor? Wenn ja, welchen? > > Danke schonmal im Voraus. Datenblatt? P-tot?... etc? Wahrscheinlich da der Widerstand zu klein ist, fällt zu viel am Transi ab und du verbrätst zuviel Leistung an ihm. Würde mal U_CE nachmessen. Sollte beim Durchschalten ca. ~0,2 V betragen.
Ptot laut Datenblatt* liegt bei 625 mW... also kann ich diesen Transistor garnicht verwenden, auch nicht mit einem anderen Basis-(/Vor- ?)widerstand, richtig? (33,5V*0,35A = 11,725 W). Gibt es denn einen bipolaren Transistor, der mit >10W klar kommt oder muss ich einen MOSFET nehmen? * http://files.voelkner.de/125000-149999/140536-da-01-ml-TRANSISTOR_BC337_40_TO_92_de_en.pdf
555000 schrieb: > Ptot laut Datenblatt* liegt bei 625 mW... also kann ich diesen > Transistor garnicht verwenden, auch nicht mit einem anderen Basis-(/Vor- > ?)widerstand, richtig? (33,5V*0,35A = 11,725 W). Du verwechselst Schaltleistung mit Verlustleistung am Transistor. Der BC337 ist zwar etwas knapp, aber bei richtiger Ansteuerung ausreichend für Deine Last. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > 555000 schrieb: > >> Ptot laut Datenblatt* liegt bei 625 mW... also kann ich diesen >> Transistor garnicht verwenden, auch nicht mit einem anderen Basis-(/Vor- >> ?)widerstand, richtig? (33,5V*0,35A = 11,725 W). > > Du verwechselst Schaltleistung mit Verlustleistung am Transistor. > Der BC337 ist zwar etwas knapp, aber bei richtiger Ansteuerung > ausreichend für Deine Last. > Gruss > Harald Deswegen hab ich gefragt, wie hoch sein U_CE ist... Wenns nämlich zu hoch ist, rauchts irgendwann...
naja da gibt es genug, auch im 20-30ct bereich, zb 2sc643 oder so. Kannst auch n darlington nehmen, oder selber bauen (Schaltung mal googeln, sind nur 2 Transitoren hintereinander), oooder halt einen mosfet :)
555000 schrieb: > Hinter einem > Vorwiderstand (4k7) hängt der BC337-40 und muss 33.5V (vielleicht auch > ein wenig mehr, 1 bis 2 Volt) und 350mA unterbrechen bzw. "durchlassen". > Dahinter hängt eine Hochleistungs-LED. 4k7: Ist das der Basiswiderstand? Und was ist denn das für eine Hochleistungs-LED? Betreibst Du die etwa an den 33V ohne Vorwiderstand (oder ist der etwa integriert)? Das ganze wird ohne strombegrenzenden Vorwiderstand jedenfalls natürlich nicht funktionieren und bringt die LED um oder den Transistor oder beide.
Ups, sehe gerade 350mA. Da wirst Du mit einem einfachen Vorwiderstand wegen der Verlustleistung Probleme kriegen. Also Konstantstromquelle oder Schaltbetrieb/PWM, würde ich sagen.
Zur LED: einfach mal "10W LED" googlen. Die funktioniert ohne Transistor auch problemlos. (hat aber auch nen eigenen kleinen Chip drunter^^) 4k7 ist der Widerstand zwischen Mikrocontroller und Basis. Habe ich als "Vorwiderstand" kennengelernt, aber das sollte in dem Fall ja das gleiche sein. Uce werd ich wahrscheinlich morgen mal messen, heute leider keine Zeit mehr. Wird aber wohl zu hoch sein, dem Geruch nach fehlt nicht viel bis es raucht... Richtige Ansteuerung - was heißt das in meinem Fall? Würde nämlich erstmal gern bei dem bleiben bzw bei einem Transistor mit dem selben Gehäuse.
555000 schrieb: > Zur LED: einfach mal "10W LED" googlen. Die funktioniert ohne > Transistor > auch problemlos. (hat aber auch nen eigenen kleinen Chip drunter^^) > > 4k7 ist der Widerstand zwischen Mikrocontroller und Basis. Habe ich als > "Vorwiderstand" kennengelernt, aber das sollte in dem Fall ja das > gleiche sein. > > Uce werd ich wahrscheinlich morgen mal messen, heute leider keine Zeit > mehr. Wird aber wohl zu hoch sein, dem Geruch nach fehlt nicht viel bis > es raucht... > > Richtige Ansteuerung - was heißt das in meinem Fall? Würde nämlich > erstmal gern bei dem bleiben bzw bei einem Transistor mit dem selben > Gehäuse. Widerstand kleiner auslegen.
Du reizt das Teil aber ganz schön aus. Bei NXP ist das absolute Maximum 500mA. Also nur an Feiertagen oder so. Auch bleibt von der maximalen Stromverstärkung in diesem Bereich nicht viel über. Ich würde von höchstens 50 ausgehen. Versuchs also mal mit 560 Ohm.
Amateur schrieb: > Du reizt das Teil aber ganz schön aus. > > Bei NXP ist das absolute Maximum 500mA. Also nur an Feiertagen oder so. > > Auch bleibt von der maximalen Stromverstärkung in diesem Bereich nicht > viel über. Ich würde von höchstens 50 ausgehen. > > Versuchs also mal mit 560 Ohm. Da liest man Verschiedenes. Mal 600mA, mal 800mA. Sollte reichen, aber bei 4k7 macht der ja kaum auf. 470-680 Ohm nimm mal; das was du da hast in diesem Bereich. Den gibt es auch als BC337-25. Bist du sicher, dass du den -40 hast?
>Da liest man Verschiedenes.
Das war der Grund, weshalb ich geschrieben habe, wer diese Behauptung
aufgestellt (NXP) hat. Auch spricht das Gehäuse Bände zu diesem Thema.
Wenn Du nicht soviel Basistrom (Ic/10) zur Verfügung stellen kannst, nimmst Du halt einen aus diesen: 2SD1835 2SC4488 2SD1801 2SC5706 2SC6097 Die schaffen das alle mit weniger als 10mA Basisstrom.
Werde es jetzt erstmal mit 560 Ohm probieren... 4k7 ist leider das kleinste was ich hier hab, also erstmal bestellen
Das sind ja alles sehr hilfreiche Beiträge hier. -> Wieviel Strom kann denn überhaupt ein "Teensy 2.0" liefern und bei welcher (Logik)Spannung? -> Der maximal zu schaltende Strom ist 350mA? Oder leitet die LED besser, wenn sie sich erwärmt und der Strom steigt an? -> Wie schnell muss die LED geschaltet werden können (eventuell PWM geplant)? -> Warum wird die LED nicht mit Konstantstrom betrieben? Hat sie eine eigene Konstantstromquelle auf dem Modul?
Ein Blick in http://www.mikrocontroller.net/part/BC337 sagt mir: Damit IC=500mA durch den BC337 fließen können, muß IB=50mA fließen. Die Stromverstärkung ist dann nur noch 10, der Spannungsabfall UCE ist max. 0.7V. Bei einer Stromverstärkung von etwa 10, und bei IC=350mA durch Dein LED Modul, müßte Dein ATMEGA32U4 IB=35mA aus einem Portpin liefern. Das schafft der bestimmt nicht. Deshalb (wieder) der Vorschlag: Mit einem zweiten BC337 einen "Darlington-Transistor" bauen. Dieser zweite Transistor liefert dann an seinem Emitter 35mA für die Basis Deines Transistors. Bei einer (pessimistischen) Stromverstärkung von etwa 10 muß jetzt der ATMEGA32U4 nur noch (pessimistisch) 3.5mA liefern. Bleibt die Frage, ob Dein LED Modul für ca. 33V geeignet ist (weil es z.B. die Hintergrundbeleuchtung eines Fernsehers ist) Gruß albr
@albr ... und bei einer Stromverstärkung von 1 braucht’s 350mA. Zugegeben es handelt sich um keinen Supertransistor, ein bissel mehr als 10 traue ich ihm aber schon zu. Wir reden schließlich nicht über einen 2N3055.
albr schrieb: > Ein Blick in http://www.mikrocontroller.net/part/BC337 sagt mir: > Damit IC=500mA durch den BC337 fließen können, muß IB=50mA fließen. Hier geht es um 350mA und im dortigen Datasheet steht ein hFE von >= 60 für 300mA bei Uce=1V. In der Praxis deutlich mehr, das ist worst case. Der wird dann zwar gut warm, aber das kann er noch. 50mA sind also nicht nötig. Dein Faktor 10 ist der gewählte Parameter für die Kurve von Uce(sat), nicht die Verstärkung ohne Sättigung. Sättigung verlagert hier bloss Wärme vom Transistor zum Vorwiderstand der LED. Ob der Transistor ein paar Zehntelvolt mehr abkriegt dürfte hier nicht so wichtig sein.
Die LED wird von einem eigenen Netzteil versorgt, welches maximal 350mA liefert. Für 33v ist die auf jeden Fall geeignet, die hängt problemlos direkt am Netzteil. Mit dem Transistor will ich lediglich den Stromfluss unterbrechen, PWM brauche ich da nicht - sonst hätte ich wahrscheinlich auch einen MOSFET genommen... Ursprünglich wollte ich ja ein Relais verwenden, aber Transistoren sind vergleichsweise so schön klein. Beim Teensy 2.0 liegt die Spannung bei 5v. Ziehen tuts unter Volllast maximal 27,3mA - wieviel vom Board aus geliefert werden kann konnte ich noch nicht finden, sollten aber logischer Weise einstellige mA-Werte sein. Ne Darlington-Schaltung werd ich probieren, wenn ein kleinerer Basiswiderstand nicht klappt.
A. K. schrieb: > albr schrieb: >> Ein Blick in http://www.mikrocontroller.net/part/BC337 sagt mir: >> Damit IC=500mA durch den BC337 fließen können, muß IB=50mA fließen. > > Hier geht es um 350mA und im dortigen Datasheet steht ein hFE von >= 60 > für 300mA bei Uce=1V. In der Praxis deutlich mehr, das ist worst case. > Der wird dann zwar gut warm, aber das kann er noch. 50mA sind also nicht > nötig. > > Dein Faktor 10 ist der gewählte Parameter für die Kurve von Uce(sat), > nicht die Verstärkung ohne Sättigung. Sättigung verlagert hier bloss > Wärme vom Transistor zum Vorwiderstand der LED. Ob der Transistor ein > paar Zehntelvolt mehr abkriegt dürfte hier nicht so wichtig sein. Für den stabilen Arbeitspunkt aber schon, da sonst die Verstärkung Temperaturabhängig ist und von daher betrachtet man schon U_CE_sat und nicht den Normalbetrieb.
555000 schrieb: > Beim Teensy 2.0 liegt die Spannung bei 5v. Ziehen tuts unter Volllast > maximal 27,3mA - wieviel vom Board aus geliefert werden kann konnte ich > noch nicht finden, sollten aber logischer Weise einstellige mA-Werte > sein. Komische Logik! Das Datenblatt ist da ganz anderer Meinung.
A. K. schrieb: > albr schrieb: >> Ein Blick in http://www.mikrocontroller.net/part/BC337 sagt mir: >> Damit IC=500mA durch den BC337 fließen können, muß IB=50mA fließen. MUSS schon mal garnicht .-) > > Hier geht es um 350mA und im dortigen Datasheet steht ein hFE von >= 60 > für 300mA bei Uce=1V. In der Praxis deutlich mehr, das ist worst case. > Der wird dann zwar gut warm, aber das kann er noch. 50mA sind also nicht > nötig. > Das ist korrekt wiedergegeben. Sieht man ja auch an http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/2890/MOTOROLA/BC337-40.html Figure 4, das 10mA beim BC337, und insbesondere beim BC337-40, recht bequem ausreichen um >400mA zu schalten. Seb schrieb: > Für den stabilen Arbeitspunkt aber schon, da sonst die Verstärkung > Temperaturabhängig ist und von daher betrachtet man schon U_CE_sat und > nicht den Normalbetrieb. Das ist Quark. Ob Du 0.2 oder 0.5 V Uce in Sättigung hast, ist bei 34 V zu schaltender Spannung (==hier) sowas von egal.
> Seb schrieb: >> Für den stabilen Arbeitspunkt aber schon, da sonst die Verstärkung >> Temperaturabhängig ist und von daher betrachtet man schon U_CE_sat und >> nicht den Normalbetrieb. > > Das ist Quark. > Ob Du 0.2 oder 0.5 V Uce in Sättigung hast, ist bei 34 V zu schaltender > Spannung (==hier) sowas von egal. A. K suggeriert aber das er den Transistor nicht in Sättigung betreiben will. Da er nicht die Kurve für den Sättigungsbereich nimmt. Und bei nicht Sättigung ist er wohl kaum bei uce 0.5
Zumindest klingt das mit Verstärkung ohne Sättigung so. Dein Faktor 10 ist der gewählte Parameter für die Kurve von Uce(sat), nicht die Verstärkung ohne Sättigung. Sättigung verlagert hier bloss Wärme vom Transistor zum Vorwiderstand der LED. Ob der Transistor ein paar Zehntelvolt mehr abkriegt dürfte hier nicht so wichtig sein.
Seb schrieb: > Und bei nicht Sättigung ist er wohl kaum bei uce 0.5 Laut Fairchild Datasheet ist er bei 300mA bei maximal 1V, worst case. Was er thermisch noch verkraftet. Laut Diagramm vom NXP Datasheet liegt er zudem bei Ic=300mA und Ib=5mA typischerweise bei wenigen 100mV. Anhand dieses Diagramms erkennt man auch, dass unter dessen Bedingungen kaum ein Unterschied zwischen Ic/Ib=60 und Ic/Ib=10 besteht.
A. K. schrieb: > Seb schrieb: >> Und bei nicht Sättigung ist er wohl kaum bei uce 0.5 > > Laut Fairchild Datasheet ist er bei 300mA bei maximal 1V, worst case. > Was er thermisch noch verkraftet. > > Laut Grafik vom NXP Datasheet liegt er zudem bei Ic=300mA und Ib=5mA > typischerweise bei wenigen 100mV. Na da haben wir doch annähernd die Gleichstromverstärkung bei U_CE(sat), also ca 300mA/5mA = 60. Allerdings fragt sich ob die Gleichstromverstärkung wenn man jetzt noch weiter Übersteuert nicht noch weiter sinkt. Naja, aber dann dürfteste ja mit
ganz gut bedient sein. Macht ca. wenn man von ca. 0,5V U_CE ausgeht eine Verlustleistung am Transi von ca. 0,350 A * 0,5V = 175 mW. Also hält locker, wenn er wirklich bis zu 600 mW verträgt.
Seb schrieb: > Allerdings fragt sich ob die > Gleichstromverstärkung wenn man jetzt noch weiter Übersteuert nicht noch > weiter sinkt. Wenn du eigentlich Uce meinst: kaum merklich. Siehe Kurvenschaar im NXP Datasheet. Ausserdem spielen die paar mV bei einem LED-Schalter i.d.R. keine Rolle. Dass man meist stark gesättigt schaltet heisst nicht, dass man es in jeder Situation unbedingt tun muss. Wobei er bei 5mA typischerweise bereits in Sättigung ist (hFE(typ) bei 300mA ist ca. 200) nur nicht bis zur Kante. Sein Problem war, dass der 4K7 Widerstand bei 5V nur knapp 1mA in die Basis kippt. Und das reicht nicht.
A. K. schrieb: > Seb schrieb: >> Allerdings fragt sich ob die >> Gleichstromverstärkung wenn man jetzt noch weiter Übersteuert nicht noch >> weiter sinkt. Ich meinte, wenn man jetzt den Kollektorstrom Vergrößern würde, und der Transistor damit noch mehr in die Sättigung gestört wird, ob dann nicht auch der hfe Wert weiter sinkt. > Wenn du eigentlich Uce meinst: kaum merklich. Siehe Kurvenschaar im NXP > Datasheet. Ausserdem spielen die paar mV bei einem LED-Schalter i.d.R. > keine Rolle. > > Dass man meist stark gesättigt schaltet heisst nicht, dass man es in > jeder Situation unbedingt tun muss. Wobei er bei 5mA typischerweise > bereits in Sättigung ist (hFE(typ) bei 300mA ist ca. 200) nur nicht bis > zur Kante. > > Sein Problem war, dass der 4K7 Widerstand bei 5V nur knapp 1mA in die > Basis kippt. Und das reicht nicht.
Seb schrieb: > Ich meinte, wenn man jetzt den Kollektorstrom Vergrößern würde, und der > Transistor damit noch mehr in die Sättigung gestört wird, ob dann nicht > auch der hfe Wert weiter sinkt. Laut NXP reduziert sich die ungesättigte Verstärkung von ~200/300mA auf ~150/350mA. Bei normaler oder hoher Temperatur. Deutlich weniger bei -55°C, aber das regelt sich von allein durch Selbstaufheizung. Die Situation ändert sich also bei 350mA nicht substantiell.
A. K. schrieb: > Seb schrieb: >> Ich meinte, wenn man jetzt den Kollektorstrom Vergrößern würde, und der >> Transistor damit noch mehr in die Sättigung gestört wird, ob dann nicht >> auch der hfe Wert weiter sinkt. > > Laut NXP reduziert sich die ungesättigte Verstärkung von ~200/300mA auf > ~150/350mA. Bei normaler oder hoher Temperatur. Deutlich weniger bei > -55°C, aber das regelt sich von allein durch Selbstaufheizung. > > Die Situation ändert sich also bei 350mA nicht substantiell. Was meinst du eigentlich mit worst case? heißt hier typisch bei 150 und mindestens bei 60, ja nach Exemplarstreungen?
Hat ein bisschen gedauert bis ich weitermachen konnte aber jetzt bin ich soweit - den Basiswiderstand von 4k7 auf 560 abzusenken hat funktioniert, jetzt läufts gut. Langzeittest folgt noch, die Software muss auch noch erweitert werden... Vielen Dank an alle
Seb schrieb: > Was meinst du eigentlich mit worst case? heißt hier typisch bei 150 und > mindestens bei 60, ja nach Exemplarstreungen? Eher die Temperatur. Bei sehr niedriger Sperrschichttemperatur ist die Verstärkung bipolarer Transistoren wesentlich geringer. Allerdings ist es in einer solchen Anwendung dann nicht ganz leicht, diese niedrige Sperrschichttemperatur aufrecht zu erhalten. ;-)
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