Labornetzteil

T

Thomas Stegemann

Guest
Hallo!

Ich habe folgendes Labornetzteil heute aufgebaut:
http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/ps6.gif

Nur das ich den LM1458 durch einen LM358 ersetzt habe, sollte doch kein
Problem sein, oder? Den 2N3053 habe ich (weil ich ihn leider übersehen
habe :-() durch einen BC140 ersetzt. Aber die Schaltung gibt entweder 0V
aus oder sie beginnt (bei voll aufgedrehtem Spannungspoti) zu schwingen.
Und zwar habe ich dann am Ausgang der Schaltung "Nadelimpulse mit einer
langsam fallen Flanke", praktisch umgekehrte Sägezahnimpulse. Am Ausgang
des oberen OpAmps messe ich eine Dreieckspannung. Hilft es in diesem
Fall was, den TIP32 durch einen NPN zu ersetzen?

Gruß
Thomas Stegemann
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F5F6847.EEAA6B2B@ghzoc.de>...
Nur das ich den LM1458 durch einen LM358 ersetzt habe, sollte doch kein
Problem sein, oder?
Kann schon ein Problme sein, vor allem wenn man Schwingprobleme hat...
Der LM358 hate eine ruhestromlose Ausgangsstufe.
Damit ist die Regelschleife weniger linear.

Den 2N3053 habe ich (weil ich ihn leider übersehen habe :-()
durch einen BC140 ersetzt.
Das ist in Ordnung, den 2N3055 hast du ja auch ersetzt...

Aber die Schaltung gibt entweder 0V aus oder sie beginnt (bei voll
aufgedrehtem Spannungspoti) zu schwingen.
Tja ja, hatte ich vor gewarnt.

Hilft es in diesem Fall was, den TIP32 durch einen NPN zu ersetzen?

Es verringert die Verstaerkung der Schleife, hilft also gegen Schwingneigung
(Emitter an Basis des 2N3055, Polung OpAMp umdrehen, 1N914 auch),
aber beseitigt natuerlich nicht dessen Ursache. Da *im Prinzip* die
Originalschaltung auch gehen sollte, und du so massive Schwingprobleme hast,
wuerde ich mal dessen Ursache suchen. Fehlersuche bildet ja.
Trenn erst mal den Stromregleropampausgang ab.
Schwingt schon der Spannungsregler alleine ? (und umgekehrt mit Lastwiderstand)
Bei jeder Einstellung ?
(wenn er nur schwingt, wenn das Poti knapp am oberen Anschlag ist,
schalte einen 4k7-Widerstand zwischen Poti und Eingang (Rueckkoppel-C)).
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Kann schon ein Problme sein, vor allem wenn man Schwingprobleme hat...
Der LM358 hate eine ruhestromlose Ausgangsstufe.
Damit ist die Regelschleife weniger linear.
Wäre dann der NE5532 ein besserer Ersatz? Den LM1458 kann ich nur als SMD-Version bei
Reichelt finden.

Gruß
Thomas Stegemann
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F5F8A71.EF2C7C99@ghzoc.de>...
Ja, so ist es! Werde es morgen gleich mal probieren.
Verstehst du, warum ? Der 10nF Kondensator soll vom Ausgang
'vorauseilend' auf den Eingang rueckwirken, damit der Weg der die
Leistung transportiert (2N3055) Gelegenheit hat zu folgen.
Das geht auch, wenn das Poti in Mittelstellung ist, dann sind es
ca. 12kOhm auf der anderen Seite des Kondensators.
Ist das Poti am oberen Anschlag, hat es 0 Ohm, und der Kondensator
kann nichts an der Eingangsspannung des OpAmps aendern. Daher die
4k7.

Habe schon versucht mit 33n
zwischen Basis des BC140 und Masse die Schwingungen zu dämpfen, leider erfolglos.
Das ist genau der falsche Weg, eine Regelschleife stabil zu bekommen.

Du hast einen tonnenschweren Klotz auf Raedern, schiebst ihn hin und
her, und schaffst es aber nicht, ihn auf dem Sollpunkt anzuhalten.
Er rollt jeweils zu weit.

Du legst jetzt mit den 33nF zusaetzlicher Belastung des Steuerausgangs
doch 1 Tonne oben drauf, um das Problem zu loesen (oder andere Analogie
verwendest statt einem Griff nun eine Spiralfeder als Griff)

Vorausschauen (die 10nF am OpAmp) ist erfolgversprechender.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F5F95C6.A7FD4B03@ghzoc.de>...
Wäre dann der NE5532 ein besserer Ersatz?
Jein. Der NE5532 hat Dioden am Eingang
K A
--+--+--|+\
D D | >--
--+--+--|-/
A K
das stoert (Spannungspoti oberer Anschlag obwohl
Ausgangsspannung noch nicht gefallen ist -> Diode
leitet nach Masse). Man kann natuerlich was dagegen tun
(die 4k7 vom vorigen Posting helfen hier auch).

Den LM1458 kann ich nur als SMD-Version bei Reichelt finden.
LM1458 ist nur der Nachbau, RC1458 ist das Original, hat Reichelt
auch nicht, aber MC1458 (17 Cent, was will man mehr).
RC4558/NE4558/NJM4558/BA4558 geht wohl auch.
Es gibt noch den MC33078.
Oder uA741, braucht man halt 2 Stueck.
Was hast du denn in der Bastelkiste ?

Versuch es erst mal mit dem LM358. Da er ein anderer OpAmp ist
als im Originalschaltplan, muss er halt anders kompensiert werden,
also die 10nF/100nF Kondensatoren angepasst werden.

Dann geht es irgendwann auch.

Wenn man dann versucht, die Schaltung optimal auszulegen (also mit
geschalteter Last am Oszilloskop die optimale Auslegung der
Regelschleife zu ermitteln), wird man eventuell feststellen, das der
LM358 nicht so schnell regelt, wie der 1458. Na ja, der 1458 ist auch
nicht der Hit, also wird man nicht wirklich traurig sein.
--
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Was hast du denn in der Bastelkiste ?
Also zwei uA741 hätte ich hier noch rumfliegen.
Wenn es gar nicht anders geht werde ich es damit probieren. Aber erstmal mit LM358, muss
doch möglich sein. :)
Ein anderes Problem ist mir noch aufgefallen:
Beim drehen des Poti bricht die negative Spannung an der Zenerdiode zusammen.
Hat LM358 irgendwie einen zu kleinen Eingangswiderstand?

Gruß
Thomas
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F60339C.5F4AD2FF@ghzoc.de>...
Also zwei uA741 hätte ich hier noch rumfliegen.
Geht.

Ein anderes Problem ist mir noch aufgefallen:
Beim drehen des Poti bricht die negative Spannung an der Zenerdiode zusammen.
Hat LM358 irgendwie einen zu kleinen Eingangswiderstand?

?!? Da liegen 4k7 dazwischen.
Irgendeinen Kurzschluss ?

GND des LM324 an Massse und nicht an V- (-12V) ?
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb:

Ist es normal das die Einstellung mit dem Poti nicht linear ist?
Hast du denn ein lineares Poti eingebaut?
Ich meine allerdings, dass du längerfristig mit einem 10-Gang-Poti
glücklicher wirst. Das würde ich allerdings auch erst erwerben, wenn
deine Entscheidung für eine Schaltung endgültig ist und der notwendige
Wert feststeht.

Sollte ich doch besser zwei 2N3055 parallel auf einen eigenen Kühlkörper
schalten? Wenn ja, muss man dann einfach ganz stumpf Basis an Basis usw. schalten?
In http://mitglied.lycos.de/hobbyelec/spannung-messen/NT40315.GIF
hast du einen guten Vorschlag für die Leistungstransistoren.

Erich
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F60B32B.4125B98F@ghzoc.de>...

Nach langem basteln und umbauen habe ich die Schaltung endlich zum
laufen gebracht. Die Spannung ist von 0-30 Volt regelbar.
Schoen. Was war's denn nun ? Leitungsfuehrung ?

Ist es normal das die Einstellung mit dem Poti nicht linear ist?
D.h. das bei halb aufgedrehtem Poti nur wenige Volt am Ausgang liegen.
Ja, bei dieser Schaltung Absicht. Ist auch recht praktisch, denn man
will eher prozentuale Einstellgenauigkeit.

Ist es normal, das die Stromregelung etwas langsam begrenzt
Da sind 0.1uF drin, und das gegen ca. 6kOhm, also kein Wunder.
Kleinerer Kondensator, schnellere Reglung. Zu kleiner Kondensator,
schwingt (kennst du).

Allerdings werde ich den BD249 wohl doch ersetzen müssen.
Beim ersten Leistungstest hat er sich sehr spektakulär verabschiedet.
Und das bei 3 Ampere und guter Kühlung (großer Kühlkörper)!
30V/3A haette er aushalten muessen. Bei 40V aber nur noch 1.5A.
Stellt sich also die Frage, wie hach die Spannung am Siebelko ist/war.

Sollte ich doch besser zwei 2N3055 parallel auf einen
eigenen
einzigen
Kühlkörper schalten? Wenn ja, muss man dann einfach ganz stumpf
Basis an Basis usw. schalten?
Emitter jeweils ueber 0.1 Ohm zum Verknotungspunkt leiten,
Nennt man Stromverteilungswiderstaende.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Erich Werner <erichwerner@t-online.de> wrote:
In http://mitglied.lycos.de/hobbyelec/spannung-messen/NT40315.GIF
hast du einen guten Vorschlag für die Leistungstransistoren.
Auf diese Art und Weise hab ich mir vor jetzt 20 Jahren ein 10A-
Festspannungsnetzteil mit insgesamt 4 über Emitter-
Ausgleichswiderstände parallel geschalteten 2N3055 gebaut. Das wird
dann natürlich schon ein recht großer Kühlkörper...

Grüße

Stefan
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> wrote:

Nach langem basteln und umbauen habe ich die Schaltung endlich zum laufen
gebracht.
Um sicher zu gehen (hab' den Thread nicht so genau verolgt) - Du meinst
sicher die in <http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/ps6.gif>
wiedergegebene Schaltung.


Die
Spannung ist von 0-30 Volt regelbar. Ist es normal das die Einstellung mit dem
Poti
nicht linear ist? D.h. das bei halb aufgedrehtem Poti nur wenige Volt am
Ausgang liegen.
Die Ausgangsspannung hängt in dieser Schaltung _nicht_ linear von der
Stellung des Potentiometers ab. Das ist bei den meisten Schaltungen so,
bei denen das Poti das Teilungsverhältnis der Rückkopplung einstellt.
Eine lineare Abhängigkeit erhält man am ehesten, wenn das
Teilungsverhältnis der Rückkopplung konstant bleibt (Festwiderstände für
den Spannungsteiler) und die Referenzspannung per Potentiometer
eingestellt wird. Solche Schaltungen sind aber meist um einiges
aufwändiger, als die oben angegebene.

Da in der hier behandelten Schaltung der obere OpAmp (ich nenne ihn mal
A1) mit seinem nichtinvertierenden Eingang auf GND liegt, will er den
invertierenden auch dort hin regeln (klingt scheisse, ist aber so :).
Die Zenerdiode rechts unten und die 680Ohm an -U liefern eine - na ja -
einigermaßen stabile (Referenz-)Spannung von ca. -4,7V.

Angenommen, der Schleifer des Potentiometers steht am oberen Ende, der
invertierende Eingang von A1 liegt also direkt am Ausgang. Dann muss die
Ausgangsspannung zu 0V (=GND) werden, damit der invertierende Eingang
den gleichen Pegel hat, wie der nichtinvertierende.
Im anderen Extremfall (Schleifer am unteren Ende) sollte sich am Ausgang
eine Spannung von 25V einstellen, damit wiederum 0V am invertierenden
Eingang von A1 anliegt (am 4,7kOhm-Widerstand zur Zenerdiode hin müssen
4,7V abfallen, damit sich am invertierenden Eingang von A1 0V
einstellen).
Bei Mittelstellung sind ca. 3,4V zu erwarten. In diesem Fall hat der
untere Widerstand des Spannungsteilers der Rückkopplung 17,2kOhm
(12,5kOhm + 4,7kOhm) und der obere 12,5kOhm. Damit an den unteren
17,2kOhm die notwendigen 4,7V abfallen (-> nichtinvertierender Eingang
von A1 auf 0V), müssen an den oberen 12,5kOhm 3,4V anliegen (4,7V *
12,5kOhm / 17,2kOhm).

Linear ist anders.



Grüße,

Günther
 
Schoen. Was war's denn nun ? Leitungsfuehrung ?
Wohl eine Kombination aus allem. Der 4,7k Widerstand hat der Schaltung das Schwingen
abgewöhnt und dann lief sie plötzlich. Dann hab ich noch ein paar Veränderungen
vorgenommen um die Schaltung stabiler zu machen (z.B. größerer Steuertransistor as der
BC140).

Ja, bei dieser Schaltung Absicht. Ist auch recht praktisch, denn man
will eher prozentuale Einstellgenauigkeit.
D.h. ein Getriebe wäre nicht übel, oder? Hab zum Glück noch eins da.

Da sind 0.1uF drin, und das gegen ca. 6kOhm, also kein Wunder.
Kleinerer Kondensator, schnellere Reglung. Zu kleiner Kondensator,
schwingt (kennst du).
Ich probiere mal was kleineres weil mir die Strombegrenzung so etwas zu langsam ist.

30V/3A haette er aushalten muessen. Bei 40V aber nur noch 1.5A.
Stellt sich also die Frage, wie hach die Spannung am Siebelko ist/war.
Wie ich sagte verwende ich einen Trafo mit 2 15 Volt Wicklungen, d.h. am Siebelko
standen knapp 40V an. Hätte aber nicht gedacht das der BD249 sich so schnell aus der
Ruhe bringen läßt. Hätte ich mal dran denken müssen an die 90W (selber Schuld).

Emitter jeweils ueber 0.1 Ohm zum Verknotungspunkt leiten,
Nennt man Stromverteilungswiderstaende.
Gut, reichen zwei 2N3055?

Gruß
Thomas
 
"Günther Dietrich" <guenther_dietrich@despammed.com> wrote:
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> wrote:

Nach langem basteln und umbauen habe ich die Schaltung endlich zum laufen
gebracht.

Um sicher zu gehen (hab' den Thread nicht so genau verolgt) - Du meinst
sicher die in <http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/ps6.gif
wiedergegebene Schaltung.


Die
Spannung ist von 0-30 Volt regelbar. Ist es normal das die Einstellung mit dem
Poti
nicht linear ist? D.h. das bei halb aufgedrehtem Poti nur wenige Volt am
Ausgang liegen.

Die Ausgangsspannung hängt in dieser Schaltung _nicht_ linear von der
Stellung des Potentiometers ab.
Das wäre aber trivial zu ändern. Man verbindet einfach den Schleifer
des Potis mit dem unteren Ende (verwendet das Poti also nur als ver-
änderlichen Widerstand). Zur Herstellung definierter Bedingungen für
die Kompensation sollte man dann aber einen Widerstand 4K7 - 10K
zwischen Poti und OPV-Eingang schalten.

Zur Erklärung der Funktionsweise betrachtet man die Strombilanz am
Schleifer: das Potential dort ist 0V, über die Z-Diode und den 4K7
Widerstand wird ein Strom von ca. -1mA eingeprägt. Zum Ausgleich
muß Ausgangsspannung/R_poti wieder 1 mA liefern. Der Zusammenhang
zwischen Potistellung und Ausgangsspannung ist mithin linear.

Wenn man den 4K7 Widerstand variabel macht (z.B. 3K9 + 1K Trimmer)
kann man den genauen Wert des Poti-Gesamtwiderstands kompensieren
(bzw. die max. gewünschte Ausgangsspannung einstellen).


XL
--
Das ist halt der Unterschied: Unix ist ein Betriebssystem mit Tradition,
die anderen sind einfach von sich aus unlogisch. -- Anselm Lingnau
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F6188EB.2347DA1A@ghzoc.de>...
Dann hab ich noch ein paar Veränderungen vorgenommen um die Schaltung
stabiler zu machen (z.B. größerer Steuertransistor as der BC140).
Woher weisst du, das sie stabiler geworden ist ? Pruefst du das Ausregelverhalten
mit Oszilloskop an einer geschalteten Last ?
D.h. ein Getriebe wäre nicht übel, oder?
Na ja, eigentlich gerade bei dieser Einstellform nicht so noetig .
Bei 1V kann man wegen der gedehnten Skala einfach auf 1.1V genau einstellen.
Bei 24V will man gar nicht auf 24.1V genau einstellen, da reichen 24.5.
insofern ist die Skala angemessen.

Und es stellt sich die Frage, ob denn das Poti so gut ist, das es auf das
Getriebe reagiert, die meisten Potis sind da eher unpraesize. Leitplastik
waere gut, vertraegt aber meist nicht so viel Strom.
Hätte ich mal dran denken müssen an die 90W (selber Schuld).

Nein, die 90W sind nicht das Mass aller Dinge. Schau ins Datenblatt. Das
SOA-Diagramm ist entscheidend.

Gut, reichen zwei 2N3055?

Kannst du dir selbst beantworten mit einem Blick ins Datenblatt:
SOA-Area: Bei 40V mehr als 1.5ADC, also OK. Verlustleistung 40V*1.5A=60W.

Geht, aber:

Power Derating: Erlaubte Gehaeuesetemperatur bei 60W: mehr als 100 GradC.
Kuehlkoerper fuer 2 Transistoren mit 100 GradC bei 40GradC Umgebungstemp:
(100-40) / (2*60W) = 0.5K/W. Schon ein groesseres Modell.
Nun weisst du, warum im Original die Trafospannung umschaltbar ist.
Das kannst du mit deinem 2*15V Trafo aber auch machen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Woher weisst du, das sie stabiler geworden ist ? Pruefst du das Ausregelverhalten
mit Oszilloskop an einer geschalteten Last ?
Nein, hab leider keine elektronische Last :-(
Ich meine stabiler im Sinne der Bauteildimensionen (BC140 wurde teuflisch heiß).

Habe leider keine 2N3055 mehr da gehabt, habe deshalb provisorisch erstmal alte
Zeilentransistoren (2*BU208) parallel geschaltet. Funktioniert erstmal auch, ist aber ne
prima Heizung! Habe für die beiden schon einen wirklich großen Kühlkörper genommen (ca.
20*10cm, nicht komplett verript). Ab einer bestimmten Temperatur machen die Transistoren
"klirrende" Geräusche, ich glaube das ist kurz vor dem Hitzetod. Nach einer Minute
Vollast (3 Ampere) ist dieser Zustand erreicht. Mit einem Lüfter kann ich ihn bis ca. 5
Minuten herauszögern.
Aber das kann es doch nicht sein, oder? Ist das Verhalten der 2N3055 so stark anders?
Werde mir nächste Woche mal ein paar besorgen. Wenn die Schaltung temperaturstabil ist,
werde ich mal probieren die Regelgeschwindigkeit durch kleinere C's zu verringern.

Gruß
Thomas
 
Thomas Stegemann <stege@ghzoc.de> schrieb im Beitrag <3F61EC0D.CAD7A09D@ghzoc.de>...
Nein, hab leider keine elektronische Last :-(
100Hz NE555 an 12V oder 9V Blockbatterie + BUZ10 + Belastungswiderstand
Siehe de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/

BC140 wurde teuflisch heiß.

Ja, einen Kuehlstern braucht er in der Schaltung schon,
3 Watt entstehen in der Schaltung als Verlustleistung,
aber deswegen wurde ja auch ein kuehlbarer Transi verwendet.

Aber das kann es doch nicht sein, oder? Ist das Verhalten der 2N3055 so stark anders?
Nein, die muessen genau so viel Waerme los werden.
Die Metallgehaeuse duerfen aber heissser werden als Plastikgehause und
leiten die Waerme besser ab, sind dafuer laestiger zu montieren.

Allerdings ha ich das Daetnnblatt des BU208 nicht, kann sein das er bessere
oder schlechtere Stromverstaerkung hat und schlechten Waermewiderstand.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin wrote:

Ja, einen Kuehlstern braucht er in der Schaltung schon,
3 Watt entstehen in der Schaltung als Verlustleistung,
aber deswegen wurde ja auch ein kuehlbarer Transi verwendet.


Aber das kann es doch nicht sein, oder? Ist das Verhalten der 2N3055 so stark anders?

Allerdings ha ich das Daetnnblatt des BU208 nicht, kann sein das er bessere
oder schlechtere Stromverstaerkung hat und schlechten Waermewiderstand.
Der BU 208 ist gebaut für TV-Horizontal-Ablenkung. Sein
stromverstärkungfaktor beträgt, üblich für diesen anwendungszweck, bei
B=>2,45. P=12,5W. Beim 2N3055 liegt B zwischen 20-70 bei P=115W.
Der BU 208 ist ungeeignet. Es sollte schon ein 3055 oder ähnlich
eingesetzt werden. Dann dürfte auch der BC 140 grad ausreichen.
--
mfg horst-dieter
 
Thomas Stegemann wrote:
Habe leider keine 2N3055 mehr da gehabt, habe deshalb provisorisch erstmal alte
Zeilentransistoren (2*BU208) parallel geschaltet. Funktioniert erstmal auch, ist aber ne
prima Heizung! Habe für die beiden schon einen wirklich großen Kühlkörper genommen (ca.
20*10cm, nicht komplett verript). Ab einer bestimmten Temperatur machen die Transistoren
"klirrende" Geräusche, ich glaube das ist kurz vor dem Hitzetod. Nach einer Minute
Vollast (3 Ampere) ist dieser Zustand erreicht. Mit einem Lüfter kann ich ihn bis ca. 5
Minuten herauszögern.
Aber das kann es doch nicht sein, oder? Ist das Verhalten der 2N3055 so stark anders?
Hallo Thomas,

da die BU508 Hochspannungstransistoren sind, ist deren
Sättigungsspannung deutlich höher (das kann je nach Typ des BU508 sogar
bis zu 5 V sein - IIRC). Dadurch steigt natürlich die Verlustleistung
und die Erwärmung.

HTH


Bernd Mayer
--
Monopole haben nicht nur Vorteile
 

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