Passender Schalttransistor gesucht. 4A möglich?

[Peter B. (kallimero)]

Guten Tag liebes Forum!

Ich hoffe ich bin mit meiner Frage hier an der richtigen Addresse, ich 
suche nämlich einen passenden Transistor für mein Anliegen.
Das Problem ist egtl recht simpel und kann dem Anhang entnommen werden.
Ich habe eine variable DC Spannungsquelle die Spannungen zwischen 0 und 
100 V stellt. Ab einer Quellspannung von 60 V soll der Transistor 
schalten und einen Strom durch den Kollektor fließen lassen. Ic soll 
dabei bis zu 4 Ampere für einen längeren Zeitraum betragen können.
Welche Art von Transistor nehme ich da? Ich hatte einen Darlington NPN 
im Blick aber lasse mich gerne verbessern. Worauf muss ich bei der 
Dimensionierung der Schaltung achten?

VG
Kallimero

[Michael M. (michaelm)]

Peter B. schrieb:
> Ab einer Quellspannung von 60 V soll der Transistor
> schalten und einen Strom durch den Kollektor fließen lassen.

Und der Zweck des Ganzen? Nur Wärme erzeugen?
Soll der Vorgang allmählich "in Gang" gesetzt werden oder schlagartig 
bei 60 V?

[MaWin (Gast)]

Peter B. schrieb:
> Welche Art von Transistor nehme ich da?

Eine andere Schaltung

Transistoren schalten in dieser Schaltung 'weich' und verheizen dabei 
bis 120 Watt.

Mit einer besseren Schaltung, Schmitt-Trigger bzw. Hystereseschalter, 
schaltet er abrupt ein und aus, und verheizt kaum noch was, insbesondere 
wenn man einen MOSFET verwendet.

Merke: nicht immer ist das am Einfachsten aussehende auch die beste 
Lösung.

[Tim Gabinski (Gast)]

4A zu schalten sind kein Problem, vor allem, wenn die Last rein ohmsch 
ist (ist das wirklich so?). Allerdings musst Du den Transistor schnell 
in die Sättigung fahren. In Deiner Schaltung würde bei einem langsamen 
Ansteigen der Basisspannung der Transistor auch nur langsam bis zur 
Sättigung schalten - oder ggf. auch auf halbem Weg in die Sättigung 
steckenbleiben. In diesem Arbeitspunkt verbrät der Transistor viel 
Leistung und wird sich relativ schnell zerstören.

Da muss also ein Schmitt-Trigger vorgesetzt werden, damit der Transistor 
klar in die Sättigung geht.

Trotzdem leuchtet mir die Schaltung nicht ein. Der Lastwiderstand ist 
dauernd an der Spannung, und ab 60V erzeugst Du über Rc einen 
Fast-Kurzschluss? Erklär doch mal, was Du eigentlich erreichen willst. 
Wenn Du RL vor Überspannung schützen willst, geht das eleganter.

Tim

[HildeK (Gast)]

Peter B. schrieb:
> Welche Art von Transistor nehme ich da? Ich hatte einen Darlington NPN
> im Blick aber lasse mich gerne verbessern. Worauf muss ich bei der
> Dimensionierung der Schaltung achten?

Diese Art von Schaltung ist vermutlich für dein Vorhaben nicht geeignet, 
außer die Eingangsspannung geht sehr schnell von <<60V auf >> 60V.
Sonst produziert sie bis zu 100W Wärme bei der vermeintlichen Schwelle, 
die es eben so nicht gibt.
Man braucht für die Schwelle einen Komparator, dessen Ausganggsignal 
einen Transistor schnell ein- bzw. ausschaltet.

Und wenn sowieso nur geschaltet werden soll, dann ist ein Darlington die 
schlechteste Wahl, gleich danach kommt ein normaler NPN und am Besten 
wäre ein MOSFET. Warum: der Darlington hat mehr als 1V UCE, wenn er 
eingeschaltet ist, macht 4W bei 4A. Beim normalen NPN ist es etwas 
weniger, dafür braucht er viel Basisstrom. Der MOSFET kann das viel 
besser, da im eingeschalteten Zustand nur wenige mΩ bis wenige 10mΩ an 
der DS-Strecke vorhanden sind; das gibt dann Verlustleistungen von << 
1W.
Natürlich muss auch der über einen Komparator bedient werden und den 
Übergangsbereich möglichst schnell durchlaufen. Sonst liefert er im 
Übergangsbereich auch 100W Wärme ab.

BTW: was ist denn das für ein Schaltplaneditor? Mit 'gepolten', 
eingerahmten Bauelementen? Mehr als seltsam ...

[Peter B. (kallimero)]

Danke für die vielen Antworten!
Ich habe versucht das Problem der Einfachheit halber zu simplifizieren.
Bei der variablen Spannungsquelle handelt es sich um einen Generator 
ähnlich einer PV-Anlage die meine einzig verwendbare Spannungsquelle 
darstellt. Ich möchte allerdings keine Spannungen größer 60V in meinem 
Kreis aus Gründen der Berührungssicherheit. R_Load ist die variable 
Eingangsimpedanz eines DCDC Wandlers mit MPPT Tracker der eine Batterie 
lädt. Wenn alles korrekt arbeitet werde ich keine Spannungen über 60V 
erreichen da der Punkt maximaler Leistung bei 50V (Optimum) oder 
darunter liegt. Sollte der Wandler nicht korrekt arbeiten oder 
abschalten weil die Batterie voll ist (sollte ebenfalls nicht 
passieren), könnten Spannungen >60V auftauchen. Das möchte ich 
verhindern und dachte mir das ich in dem Fall einfach alles über einen 
Hochlastwiderstand abfallen lasse (R_C).

HildeK schrieb:
> BTW: was ist denn das für ein Schaltplaneditor? Mit 'gepolten',
> eingerahmten Bauelementen? Mehr als seltsam ...

Für die Polung kann ich nix aber die Rahmen um die Bauteile liegen 
einfach an der Markierung durch meinen Mauszeiger ;) Es handelt sich um 
Matlab Simulink unter Zuhilfenahme der Simscape Electrical Toolbox.

[Helge (Gast)]

Ich würde sowas in der Art versuchen, die Wärme auf mehrere Bauteile 
verteilen. Für die Leistungs-NPN z.B. BD249C oder ähnliches nehmen. 
Jedenfalls für sehr viel Kühlung sorgen.

[MaWin (Gast)]

Peter B. schrieb:
> Das möchte ich verhindern

Suche "Bremschopper".
Die machen genau das.
Richtig.
Wichtig ist allerdings ein grosser Kondensator (Elko) parallel.

[michael_ (Gast)]

Du willst also einen Parallel-Spannungsregler.

Kann man auch mit Leistungs-Z-Dioden aufbauen.
Es gibt da fette Dinger.

Evtl. geht das mit einer elektr. Last.

Auf alle Fälle wird es warm.

[Udo S. (urschmitt)]

michael_ schrieb:
> Auf alle Fälle wird es warm.

Er hat in dem Fall ja genügend Strom und Spannung zur Verfügung um 
zusätzlich einen Ventilator zu versorgen :-)

[Udo S. (urschmitt)]

Peter B. schrieb:
> Sollte der Wandler nicht korrekt arbeiten oder
> abschalten weil die Batterie voll ist (sollte ebenfalls nicht
> passieren), könnten Spannungen >60V auftauchen. Das möchte ich
> verhindern und dachte mir das ich in dem Fall einfach alles über einen
> Hochlastwiderstand abfallen lasse (R_C).

Deine Idee funktioniert so nicht.
Nehmen wir an die Spannung steigt an, weil der Akku voll wird und nicht 
mehr genügend Energie abnimmt. Jetzt schaltest du hart einen Widerstand 
dazu der 4A bei 60V verbrät. Was passiert? Deine Spannung wird um einige 
Volt zusammenbrechen (was du ja willst) und die Schaltung wird den 
Widerstand wieder ausschalten weil die Spannung ja inzwischen deutlich 
unter der Schaltschwelle liegt. Also springt nach dem Ausschalten die 
Spanung wieder hoch, die Schaltung schaltet wieder den Widerstand ein, 
die Spannung sinkt wieder, ...
Das gibt einen prima Oszillator.

Du brauchst eine Regelung, der den "Bypassstrom" entsprechend regelt. 
Eben einen Shuntregler wie schon genannt, aber einen, der die maximale 
lieferbare Leistung deiner PV abkann.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Fünf PKW-Scheinwerfer-Glühlampen ergeben wieviel Volt und Ampere als 
Last?

mfG

[BMW Fahrer (Gast)]

Christian S. schrieb:
> Fünf PKW-Scheinwerfer-Glühlampen ergeben wieviel Volt und Ampere als
> Last?

Das sind 275 Watt und 23 Amper.

[Manfred (Gast)]

BMW Fahrer schrieb:
> Amper

Das Beste, was man mit einem BMW tun kann: Man wirft ihn in die Amper.

[aeiou (Gast)]

Udo S. schrieb:
> Das gibt einen prima Oszillator.

Müßte z.B. nur ET hysterisch genug werden, dann nicht.


Peter B. schrieb:
> Bei der variablen Spannungsquelle handelt es sich um einen Generator
> ähnlich einer PV

Welchen denn genau?

> R_Load ist die variable Eingangsimpedanz eines DCDC Wandlers
> mit MPPT Tracker der eine Batterie lädt.

Welcher genaue MPPT-DCDC bzw. -Lader?

(Oder jeweils sämtliche Kenn- und Grenzdaten beider Geräte.)