Elektrische Bremse

[andreas]

Hallo Bernhard,

Deine Schaltung dürfte so nicht funktionieren, rechne sie bitte mal mit konkreten Eckwerten durch. Die Steuerspannung ist wohl zu gering, um die Transistoren ausreichend zu öffnen. Die Summe aus Basisvorspannung (Darlington!), Abfall über dem Vorwiderstand und Abfall über dem Emitterwiderstand ist bei der angegebenen Leistung zu hoch, um diese Schaltung plausibel zu machen. Sicher wird sie das Windrad ein wenig bremsen, aber keinesfalls in dem Maße, wie Du leistungsmäßig vorgegeben hast.

MfG. Andreas

[jb79]

Ich glaube, wenn du die Ausgleichswiderstände statt zwischen Emitter und Masse zwischen die Lastwiderstände und den Emittern schalten würdest, dann könnten die Transistoren weiter durchsteuern.
Wenn du trotzdem FETs nehmen willst dann könntest du mit einer zweistufigen Treiberstufe aus NPN und PNP Transistor die Generatorspannung zum Schalten der FETs nutzen.

[andreas]

Hallo Jürgen,

Dein Schaltungsvorschlag ist mir unklar, kannst Du ihn aufmalen?

Die Emitterwiderstände müssen schon bleiben, wo sie jetzt sind. Anders ist eine korrekte Lastverteilung auf die Transistoren kaum möglich.

MfG. Andreas

[jb79]

Die Emitter-Widerstände zur Strom-Gegenkopplung kommen eigentlich von der Stabilisierung des Arbeitspunktes bei Verstärkerschaltungen. Die Verwenung für diesen Zweck geht aber auch, prinzipiell müßte es in dieser Schaltung auch gehen und besser wirken als nur Widerstände am Kollektor.
Da es sich bei dieser Anwendung aber eher um einen Transistor im Schaltbetrieb handelt würde ich zur Ansteuerung eventuell noch auf einen PNP Transistor, der die Schaltspannung für die Darlington-Stufe von der Generatorspannung holt nehmen und einen weiteren NPN, der den PNP ansteuert. Das geht dann auch mit FETs als dicke Schalttransistoren.

[bernhard8]

Ich schaffe damit bei 30 Volt Generatorspannung bis zu 300 Watt zu vernichten. 230Watt hatte ich schon einmal ins Jenseits befördert.
Die Emitterwiderstände sind irrsinnig wichtig damit sich die Leistung auch auf die Transistoren verteilt. So habe ich auch noch Unterschiede von sicher mehr als 10% bei der Verteilung. Man merkt das, es ist immer einer der Transistoren wärmer.

Wieviel Leistung ich vernichten kann hängt eher von der verfügbaren Generatorspannung ab. Mit der Steuerspannung kann ich ja lediglich den fliessenden Strom einstellen.

[andreas]

Hallo Bernhard,

wenn Du mit 30 V die 300 W umsetzen willst, benötigst Du einen Strom von 10 A. Dieser Strom läßt am Emitterwiderstand von 0,15 Ohm 1,5 V abfallen, um diesen Betrag hebt es also Emitter und Basis an. Die Basis wird eine um etwa 1,4 V höheren Spannung als der Emitter haben. Macht zusammen 2,9 V. Es kommt aber noch der Spannungsabfall am Basiswiderstand hinzu, von Dir mit 300 Ohm benannt. Für eine sichere Auslegung sollte man die Verstärkung der Transistoren durchaus mit 1000 ansetzen, so daß für die 10 A Kollektorstrom insgesamt 10 mA Basisstrom fällig werden. Dieser Strom läßt über dem Basiswiderstand einen Spannung von 3 V abfallen. Die Summe dieser Spannungsabfälle beträgt 5,9 V.

Für eine reguläre Funktion der Schaltung sind also mindestens 6 V Steuerspannung anzusetzen, um dort 10 A Laststrom fließen zu lassen.

MfG. Andreas

[bernhard8]

Ist schon klar, es funktioniert trotzdem weil diese Darlingtons eine sehr hohe (vermutlich einiges mehr als 1000) Stromverstärkung haben. Ich will nämlich nicht mehr Strom aus dem Controller-Ausgang ziehen. Richtigerweise könnte man hier noch einen OP dazwischenschalten, war mir aber den Aufwand nicht wert weil es wie gesagt so auch ganz gut klappt.

Am Anfang hatte ich das zu Testzwecken sogar gemacht. Einfach einen OP mit Ausgang Richtung den Basen der Transistoren. Als Rückkopplung das Potential des Emitter Widerstandes (da genügt ja einer). Dafür sollte man aber eine zweiseitige Versorgung zur Verfügung haben oder einen teureren rail-to-rail Typ verwenden.

[finn]

Darlington Transistoren kommen schnell auf 10.000er werte, weil sich die Verstärkungen ja multipliziern
Der TIP142 hat laut Motoroller datenblatt ne 1000er verstärkung...

[andreas]

Hallo Finn,

eine Auslegung laut Datenblatt gewährleistet normalerweise eine stabile Funktion. Dort heute noch mit größeren Streuungen oder positiven Ausreißern zu rechnen, ist Augenwischerei. Gewöhnlich sind die etablierten Bauteilhersteller heute in der Lage, für ein langjähriges Serienmodell nicht nur die vor Jahren noch recht grob vorgegebenen Toleranzen einzuhalten, sondern sie sehr genau an der für sie wirtschaftlichsten Grenze zu halten. Die gefertigten Toleranzen bewegen sich dort oft deutlich unter 1 Prozent, auch wenn sie nicht verbrieft sind.

MfG. Andreas

[jb79]

Multiplikation schön und gut, ein einzelner BC547 kann auch schon ne Verstärkung von 300 und mehr haben, bei 2 Stufen wären es dann 90.000, Transistoren in der Sättigung (die man im Schaltbetrieb anstrebt, da dort Uce den geringsten Wert erreicht) ist der Verstärkungsfaktor aber einiges geringer. 1000 ist trotzdem ein recht ordentlicher Wert. Würde wie gesagt totzdem noch eine Treiberstufe aus einem NPN und einem PNP vorschalten, dann können die Transistoren einen ordentlichen Basisstrom bekommen, gut in Sättigung kommen und der Mikroprozessorausgang wird trotzdem entlastet.