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Thema: Vorwiderstand eines NPN Transistors berechnen.

  1. #1
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    Vorwiderstand eines NPN Transistors berechnen.

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    Hallo Leute,

    für meinen Mikrocontroller habe ich eine PWM Motoransteuerung gebaut welche ganz schlicht mit einem Treiber BC33825 und einem N-Kanal Mosfet aufgebaut ist. Die Ein-Pulse des Mikrocontrollers schalten den Motor ab, über einen Poti kann ich das Pulsverhältnis einstellen. Funktioniert alles wunderbar.

    Leider kann ich mich mit der Elektronik nicht so anfreunden und habe deshalb dazu eine spezielle Frage. Den Schaltplan habe ich angehängt.
    Ein Elektroniker hat gemeint ich soll einen Pullup von ca. 10k nehmen und einem Vorwiderstand von 5k. Ich hatte aber nur einen 3,3k zuhause rumliegen und jetzt kam von einem weiteren Kollegen die Bemerkung, daß der 3,3k zu niedrig sei. Nun möchte ich diesen Vorwiderstand rechnerisch bestimmen und komme aber auf keinen grünen Zweig. Es fehlt mir letztendlich immer der Basisstrom.
    Mein Evaluationsboard gibt einen max. Strom von 200mA aus bei 5V.
    Wie bestimme ich nun den geeigneten Vorwiderstand für dieses Problem?

    Vielen Dank schonmal

    Gruß Tobias
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken schaltplan_786.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    soweit ich weiss, nimmst du den min. Hfe wert aus dem datenblatt und rechnest dann:

    Ib = Ic/Hfe

    such mal mit google nach npn+hfe+vorwiderstand, findet man einiges dazu, zB:
    http://www.wiki.elektronik-projekt.d...p/Transistoren

    gruesse

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    @Schulerbible
    Ich habe es ehrlich gesagt auch noch nie berechnet sondern mich einfach immer daran orientiert, dass ein Vorwiderstand von 1k dem Contoller mit einem max. Strom von 5mA nicht weh tut und öfter mal gelesen, dass das bei den üblichen Kleintransistoren reicht um sie durchzuschalten.

    Um ib zu berechnen, musst du wissen wie hoch dein Collectorstrom sein muss und wie hoch die Verstrkung deines Transistors ist.

    Wenn du wie in deiner Zeichnung 43mA schalten willst. musst du aus dem Datenblatt die Verstärkung des Controllers ablesen und den Kollektorstrom dadurch teilen.
    Wenn ich das richtige Datenblatt erwischt habe, liegt die Verstarkung bei deinem Transistor zwischen 160 und 400.
    Um sicher zu sein, dass er voll durchschaltet würde ich von 160 ausgehen.

    43mA/160 =

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    @Schulerbible

    Ich habe es ehrlich gesagt auch noch nie berechnet sondern mich einfach immer daran orientiert, dass ein Vorwiderstand von 1k dem Contoller mit einem max. Strom von 5mA nicht weh tut und die von mir verwendeten Kleintransistoren bisher auch noch nicht umgebracht hat

    Um ib zu berechnen, musst du wissen wie hoch dein Collectorstrom sein muss und wie hoch die Verstärkung deines Transistors ist bei diesem Kollektorstrom ist.

    Wenn du wie in deiner Zeichnung 43mA schalten willst. musst du aus dem Datenblatt die Verstärkung des Controllers ablesen und den Kollektorstrom dadurch teilen.

    Wenn ich das richtige Datenblatt erwischt habe, liegt die Verstarkung bei deinem Transistor zwischen 160 und 400.
    Um sicher zu sein, dass er voll durchschaltet würde ich von 160 ausgehen.

    43mA/160 = ca. 0,25mA. D.h. du brauchts einen Basisstrom von 0,25mA.

    5V am Controller - 0,7 Spannungsabfall am Transistor = 4,3V

    Rvor =U/I : 4,3V / 0,25mA = 17k. Um auf der sichern Seite zu liegen, sollte man da dann nochmal 20 - 30% abziehen.

    Das würde dem Elektroniker recht geben, klingt mir aber irgendwie auch zu hoch.

    Rechne lieber noch mal nach

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Bei einer Gleichstromverstaerkung von 160 muss der Basiswiderstand ( bei gleicher spannung )logischerweise 160 x so gross sein wie der Emitterwiderstand also 160 x 10k = 1M6 sonst wird der Transistor gnadenlos uebersteuert und braucht zu lange um in den nichtleitenden Zustand zurueck zu kommen. Ich wuerde aber einen kleineren Emitterwiderstand von 470R nehmen weil dann die Stromanstiegsgeschwindigkeit ( risetime ) am Gate des MosFET kuerzer ist und die Flanken nicht, unnoetig, verrunden. Wenn Du den Basiswiderstand zu klein machst verrundest Du durch die Uebersteuerung die Falltime.
    Das bedeute das (bei 470R Emitter R) 68k der optimale Basis R ist.
    Gruss

    Planung ersetzt Zufall durch Irrtum

    Gruß aus dem Ruhrgebiet Hartmut

  6. #6
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hallo,

    vielen Dank für die schnellen Antworten.

    Ich wuerde aber einen kleineren Emitterwiderstand von 470R nehmen weil dann die Stromanstiegsgeschwindigkeit ( risetime ) am Gate des MosFET kuerzer ist und die Flanken nicht, unnoetig, verrunden. Wenn Du den Basiswiderstand zu klein machst verrundest Du durch die Uebersteuerung die Falltime.
    Ich dachte der Widerstand in Nähe des Kollektors ist der Kollektorwiderstand und nicht der Emitterwiderstand???

    Oder verstehe ich da was falsch?

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Du hast Recht, muss Kollektorwiderstand heissen.
    Sche... Jetlag, bin in der USA und noch nicht so ganz umgestellt.
    Gruss
    p.s. Aber die Rechnung stimmt

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