diode antiparallel zwischen basis und emitter, warum?

hallo zusammen,

hab schon das ganze internet durchsucht, aber leider keine antwort bekommen auf meine fragen. meine letzte rettung seid ihr jetzt. durch mein "ach terminplan wozu denn" leben habe ich ostern total unterschätzt und kann meinen prof nicht mehr fragen.

meine frage beziehen sich auf die transistorschaltung im schaltplan:
1. wozu dient die diode (D1), die da zwischen basis und emitter ist? hat mir mein prof geraten um die schaltung sicherer zu machen, aber genaueres weiss ich dann auch nicht mehr. die RE sollen magnetventile sein. kann es irgendwie mit der induktivität der spule zusammenhängen? aber dann wäre meiner meinung nach die diode am falschen ort.

2. wozu dient der widerstand (R9) parallel zur eben genannten diode? der soll doch irgendwie die spannung von der basis auf grund ziehen beim ausschalten. das bewirkt dann das der transistor schneller schaltet? der widerstand ist 50k gross.

3. da ich darauf auch eine note bekomme wäre es sehr nett wenn mir jemand noch die fehler im schaltplan zeigen könnte, die derjenige findet.
mit der schaltung sollen einfache pneumatik-zylinder gesteuert werden.
die schalter vor dem 7805 sollen einmal notaus und ein/aus sein. müssen das 2-polige sein oder reicht es da nur die 24V zu schalten?
die grossen elkos am 7805 habe ich weggelassen, weil ich schon ein stabilisiertes netzteil habe.

danke im voraus!

grüsse 651

also die dioden verhindern das der transistor durch rückspannungen wie z.b. durch spulen oder kondensatoren die auftreten wenn diese bauteile z.b. abgeschaltet werden durchknallt ist also ein reiner transystor schutz!

zu punpt 2 der wiederstand zwichen basis und enitter erzeugt quasie eine differenzspannung zwichen den beiden!
diese wird benötigt dammit der transystor durchschaltet!
zu punkt 3: was ich so sehe müßte das ok sein lasse aber auch noch mal jemand anders drüber gucken

Zu der Position deines Not-Aus: Vielleicht wäre es sinnvoller, dass auch die 24V für den Lastkreis mit abgeschaltet werden. Momentan wird ja nur die Steuerspannung getrennt, richtig? Es könnte nun nähmlich sein, dass einer der Transistoren einen Kurzschluss hat, und somit der entsprechende Zylinder immer angesteuert wird. Wenn du nur die Steuerspannung wegnimmst, ändert sich dann daran ja nichts. Ein NOT-AUS sollte immer wirklich ALLES abschalten.
Wegen abschalten des GND: beim Notaus ist das Praktikabel, aber nicht zwingend notwendig. Beim Ein/aus meiner Meinung nach unnötig. Im Gegenteil, oft ist es sogar besser, den GND weiterhin bestehen zu lassen, damit die Schaltung auf diesem Potential gehalten wird und nicht irgendwo rumhängt. Kommt aber auch immer ganz auf den Anwendungsfall an.

hi,
zu 1: du hast völlig recht, die dioden können da, wo sie plaziert sind, bestenfalls störungen (neg. spitzen, aber woher sollten die auf der basis kommen?) eliminieren. um solche spitzen zu vermeiden muss die diode parallel zur spule geschaltet werden, kathode an 24V.
zu 2:der widerstand 'zieht' die basis zügig auf GND-potential, das argument dabei ist nicht der schnellere (ab)schaltvorgang, sondern der (eher theoretische) abbau von verlusten. die steuerspannung der basis würde etwas gemütlicher von 5 auf 0V gehen, der transistor wäre im bereich 0,6-0,8v nicht mehr so richtig durchgeschaltet aber eben auch noch nicht richtig ausgeschaltet, jetzt machen sich verluste in form von wärme bemerkbar. bei dieser schaltung ist das nicht soooo relevant, aber scheint's gehörts (bei dickeren transistoren auf jeden fall) zum 'guten ton'.
zu 3: muss ich anduze 100% zustimmen, 'ne steuerspannung im notaus-kreis ist kein guter schutz. sagt auch irgendeine DIN: der notaus muss die SCHALTUNG spannungsfrei machen, nich nur das steuersignal.
grüssens, harry

Zitat:

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2. wozu dient der widerstand (R9) parallel zur eben genannten diode? der soll doch irgendwie die spannung von der basis auf grund ziehen beim ausschalten. das bewirkt dann das der transistor schneller schaltet? der widerstand ist 50k gross.

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Bei der Größe von 50k ist der größer als der Basiswiderstand. Damit hat er wohl eher erst eine Funktion, wenn der Prozessor abgezogen wird.

Auch die Diode macht erst einen Sinn wenn die Ansteuerung zum beschleunigten Schalten mit teilweise durch Kondensator überbrückten Basiswiderstand realisiert ist.

Ich nehme an dass die Schaltungsteile so aus anderen Konfigurationen übernommen wurden.

Das gleich gilt für die Dioden D8 und D9 die in dieser Schaltung nur die erforderlichen Werte der LED Vorwiderstände R16... ändern.

Die Relaisspulen sollten wie schon beschrieben mit Dioden überbrückt werden.
Manfred

@ tüftler: danke erst mal, aber den transistorschutz verstehe ich noch nicht. wenn durch die spule beim abschalten der strom in die entgegengesetzte richtung fliesst, fliesst der strom dann zum µC? macht der den dann kaputt? also durch den transistor geht ja nicht, da sperrt der ja oder geht bei zu grossen spitzen kaputt.

@anduze: ich hatte das vorgesehen, dass ich die magnetventile auch mit dem ein/aus schalter schalte. aber hast recht das ist nicht aus dem schaltplan ersichtlich. wie kann man das besser machen?

grüsse

@harryup: danke für die gute erklärung zur 2. das könnte ich wohl auch meinem prof sagen wenn der mich sowas fragt. die dioden werde ich wohl dann noch an die relais umbauen.

@manf: hast recht mit den dioden D8 und D9. das sind noch die überreste aus einem misslungenen start in die steuerungsaufbau-geschichte. damals hatten wir zu viele led´s (ca.25, jeweils 330ohm vrowiderstand) an die ausgänge des µC geschlossen. war wohl eine zu grosse ausgangsleistung. das hat uns dann 3 µC gekostet. dann sind wir zum prof gegangen und der hat uns vorgeschlagen so die spannung zu vermindern. zusätzlich haben wir noch die meisten led´s rausgeschmissen. seitdem gehts. war aber eine grausame zeit als die µC kaputt gingen.

grüsse

Zitat:

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Zitat von 651

@anduze: ich hatte das vorgesehen, dass ich die magnetventile auch mit dem ein/aus schalter schalte. aber hast recht das ist nicht aus dem schaltplan ersichtlich. wie kann man das besser machen?

grüsse

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Die Magnetventile brauchst du nicht unbedingt mit dem Ein/Ausschalter zu schalten, kannst du aber. Der NOT-AUS sollte aber in jedem Fall auch die Versorgung der MV mit abschalten

Hallo,
das mit dem Notaus ist mit Vorsicht zu geniesen. Bedenke, wenn du die Versorgungsspannung weg nimmst, fahren alle Zylinder in die Ursprungsposition zurück. Das ist bei einem Notaus aber unter Umständen sehr gefährlich!!!
Bei uns im Betrieb müssen die Pneumatikzylinder an unseren Vakuumaufdampfanlagen bei einem Notaus grundsätzlich in eine definierte Stellung fahren damit nichts passieren kann, das sind aber nur Vakuumventiele. Stelle dir eine Presse vor, bei dem der Hubzylinder bei stromloser Spule angehoben ist. Nach einem Notaus würde der nach oben fahren. Soll aber bei einem Notaus nicht alles stillstehen? Oder soll nach einem Notaus der Zylinder hochfahren? Verzwickte Sache!!!
Meiner Meinung nach, solltest du in deinem Programm eine Notausprozedur haben, die die Zylinder in eine Vordefinierte Stellung bringt oder einzelne Zylinder da läßt wo sie sind. Falls Antriebe in einer Maschine sind müssen diese natürlich direkt über Notausschütze abgeschaltet werden. An einer Verpackungsmaschine bei uns gibt es in der Pneumatikversorgung zwei Versorgungsdrücke, bei arbeitender Anlage die vollen 8 Bar, bei Notaus wird der Druck dann auf ca 3 Bar gesenkt. Das hält die Zylinder dann in ihren Possitionen, aber sie können dann von Hand mir etwas Kraftanstrengung bewegt werden. Bedenke das noch bei deiner Arbeit.
Viel Erfolg und Grüße
Stageliner

da hast du recht strageliner, werde ich mir noch überlegen müssen wie ich das mache mit der notausprozedur. ich denke bei uns ist das kein problem, da es nur eine kleine maschine(grösste zylinder hat D=15mm und 6bar = 110N ich weiss: nixaussagende rechnung) ist bei der man hoffentlich nur leicht verlezt wirdO:) . aber werd ich auf jeden fall nochmal mit dem chef besprehen ob der da irgendwelche vorstellungen hat was da passieren soll. aber da die ausarbeitung am mittwoch schon fertig sein soll kommt das jetzt erst mal zum unterpunkt: ausblick. die maschine soll bis in 4 wochen fertig sein. da wirds dann berücksichtigt.
aber daran habe ich auch nicht gedacht. vielen dank

grüsse

Die Funktion der Dioden wurde hier leider noch nicht richtig erklärt!

Sie dienen tatsächlich zum Schutz der Transitoren. Die Induktivitäten der Magnetventile speichern Energie, die sie zum Zeitpunkt der Abschaltung in Form einer Spannungsspitze abgeben. Diese Spitze ist für die Transistoren gefährlich. Die Höhe der Spitze ist abhängig von der Abschaltgeschwindigkeit ( u = L * di/dt)
Wenn jetzt abgeschaltet wird, dann fließt ein Teil der Spitze über die Diode in die Basis des Transistors. dieser steuert ein weinig auf und verlangsamt so die Abschaltgeschwindigkeit. Die Energie wird dabei im Transistor in Wärme umgesetzt. Dies ist im Gegensatzt zum Durchschlag infolge einer Spannungsspitze nicht gefährlich.
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass die Diode keine hohen Leistungen aufnehmen muss.

Ich habe gerade in meinem Skript nachgeschlagen und dort eine Schaltung gesehen, die statt einer Diode zwischen Basis und Emitter eine zwischen Basis und Kollektor enthält. Auf diese Schaltung bezieht sich meine Argumentation.

Zitat:

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Die Funktion der Dioden wurde hier leider noch nicht richtig erklärt!

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Zitat:

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Auf diese Schaltung bezieht sich meine Argumentation.

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In der aktuell dargestellten Schaltung wird die Überspannung am Kollektor über eine Zehnerdiode in die Basis geführt damit der Transistor die gespeicherte Energie bei hoher Kollektorspannung schnell übernimmt und in Wärme umsetzt.

Eine Erklärung der ursprünglichen Schaltung mit den Dioden vom Emitter zur Basis steht noch aus.
Manfred

Also ich würd sagen, die dient wie hier schon erwähnt dem Schutz des Transitors gegen negative Spannungen. Die Diode begrenzt den Spannungsfall auf ca. -0,7V (Gate gegen GND). Würde aber nur die Gate-Emitter-Strecke schützen.

Zitat:

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Zitat von Anduze

Also ich würd sagen, die dient wie hier schon erwähnt dem Schutz des Transitors gegen negative Spannungen. Die Diode begrenzt den Spannungsfall auf ca. -0,7V (Gate gegen GND). Würde aber nur die Gate-Emitter-Strecke schützen.

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Von welcher negativen Spannung und von welchem Gate ist hier die Rede? Es geht doch um eine reale Schaltung.
Manfred

Trans. = Emitter - Basis - Kollektor

FET = Source - Gate - Drain

so wäre es wohl korrekter.

hallo,
leider kommt die lösung etwas später.

bei einer transistorschaltung ist die diode überflüssig meint mein prof. da haben wir uns wohl missverstanden. aber der meinte weiter, dass wenn man ein mosfet nimmt, (der wie er sagte wohl schneller kaputt gehen kann) man so den µC schützt. kann das sein? bin mir schon wieder nicht mehr 100% sicher. hätte es mir heut doch besser mal aufgeschrieben.

grüsse

hi,
die diode IST überflüssig, es gibt keine erklärbare ursache, wie eine negative spannung an der basis des transistors entstehen könnte, es sei denn, der transistor krepiert völlig und alles, was um den rum kreucht und fleucht erreicht dann den uC. nur - dann ist die diode aber auch für'n bürzel; dafür wäre angesagt, dass die widerstände r2-r8 im bereich von 5Kohm liegen, wenn dann z.b. 24 volts via defektem transistor anrücken wird der strom auf ca. 5mA begrenzt. der mega16 hat die ableitdioden gegen gnd und 5v schon an bord, der schützt sich in dem falle selbst.
um einen mosfet zu schützen, der wirklich alles richtig 'persönlich' nimmt, macht die diode richtig witz, wenn ihre kathode am kollektor statt an der basis hängt.
sonnige grüssens, harry