Npn-Transistor funktionierte nicht

Manchmal funktioniert der Darlington-NPN-Transistor (ONSEMI BD679), der dem Signal (IN4) folgen sollte, nach längerer korrekter Arbeit und Ein- und Ausschalten der induktiven Last nicht und schaltet die induktive Last kontinuierlich ein. Es ist Teil meines Schaltplans:NPN-Transistor schaltet induktive Last.

Es funktioniert normalerweise richtig und dieses Problem kann nach einer Weile auftreten. Welche Probleme können dies tun?

Wie heiß läuft er? Was ist die maximale Schaltfrequenz? Ist die Diode intakt?
Wird der BJT danach zerstört oder kann die Situation behoben werden, indem etwas ausgeschaltet wird?
@winny Das Triggersignal IN4 ist zu Beginn des Einschaltens für 5 Sekunden hoch. Und danach ist es ausgeschaltet und natürlich sollte der Transistor dieser Routine folgen. Aber manchmal ist der Transistor nach dem Aus- und Wiedereinschalten immer eingeschaltet.
@Andyaka ja, danach wird BJT dauerhaft zerstört und ist immer eingeschaltet.
Haben Sie ein Datenblatt für die Induktivität L1?
Wie groß ist der Kühlkörper beim BD679?
@Andyaka es ist ein einfacher Induktor, den ich um einen Toroid gewickelt habe.
@henros Es gibt keinen Kühlkörper, da sich der Transistor in diesen 5 Sekunden nach dem Einschalten des Induktors nicht aufwärmt.
Was ist der Zweck der Induktivität? Da die Schaltung anscheinend keinerlei Ausgang hat, spielt es tatsächlich eine Rolle, ob Q6 funktioniert oder nicht?
Was ist mit der Diode?
Operationsverstärker eliminieren ... R19 direkt an +30V anschließen und Transistortemperatur beobachten

Antworten (3)

Das Schalten einer induktiven Last, selbst mit der Flyback-Diode, ist hart für den Transistor, und Sie sehen möglicherweise ein SOA-Problem (Safe Operating Area), das zum Ausfall des Transistors führt. Wenn der Transistor abschaltet, gibt es eine Zeit, während der Vce > 30 V ist und der Strom immer noch 1,2 A beträgt. Hier ist die SOA für einen bulligeren Darlington – den TIP122:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es ist auch möglich, dass in Ihrem Aufbau eine Streuinduktivität (oder eine unzureichende Umgehung der 30-V-Schiene) vorhanden ist, die dazu führt, dass der Transistor eine Überspannung sieht.

Für das erste Problem besteht die naheliegendste Lösung darin, einen kräftigeren Transistor zu verwenden (und obwohl ich nicht glaube, dass dies das Problem ist, möchten Sie vielleicht einen 1N5819 anstelle eines 1N4007 für die Flyback-Diode verwenden).

Stellen Sie beim zweiten Problem sicher, dass Ihre Flyback-Diode in der Nähe des Transistors angeschlossen ist und dass auf der +30-V-Schiene eine ausreichende Kapazität vorhanden ist, um eine Überspannung zu vermeiden. Dies ist eine Funktion der in der Streuinduktivität gespeicherten Energie. Alternativ können Sie ein TVS direkt über die EC-Leitungen des Transistors legen.

Sie können ein Oszilloskop verwenden und die EC-Spitze beim Ausschalten messen, um festzustellen, ob das zweite Problem eine wahrscheinliche Ursache ist.

Vielen Dank für Ihre Empfehlungen. Ich habe tatsächlich alle von Ihnen erwähnten Angelegenheiten berücksichtigt. Ich denke, der Transistor BD679 ist nicht zum Schalten induktiver Lasten geeignet. Wie es im Datenblatt heißt: "Diese Serie von Silizium-NPN-Darlington-Transistoren mittlerer Leistung aus Kunststoff kann als Ausgangsgeräte in komplementären Allzweck-Verstärkeranwendungen verwendet werden." Aber einige andere Transistoren wie MJE13003, auf deren Datenblatt stand: "Diese Geräte sind für induktive Schaltungen mit hoher Spannung und hoher Geschwindigkeit ausgelegt, bei denen die Abfallzeit kritisch ist ..."
Das Fehlen einer SOA-Kurve ist bei einer induktiven Schaltanwendung etwas besorgniserregend.
@Ata Das sind nur Marketingphrasen, nur weil es nicht zum Schalten induktiver Lasten ausgelegt ist, heißt das nicht, dass Sie es nicht zum Schalten induktiver Lasten verwenden können. Aber vielleicht kannst du es auch nicht; Sie müssten die tatsächlichen Daten überprüfen, um sicherzugehen.

Ich denke, das Problem beginnt mit dem fehlenden Basisstrom. Eine 30-Volt-Versorgung über einen 10-kΩ-Widerstand kann 3 mA in die Basis des BD679 Darlington liefern. Wenn Sie sich jedoch die Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung im Datenblatt ansehen, heißt es: -

2.5 volts (IC = 1.5 A IB = 30 mA)

Da Sie nur ein Zehntel des empfohlenen Basisstroms bereitstellen, um den Transistor richtig einzuschalten, kann es sein, dass er 3, 4 oder 5 Volt abfällt, während Sie Ihr Solenoid mit Strom versorgen, und dies führt dazu, dass möglicherweise 3 bis 5 Watt Leistung über einen Zeitraum von verbraucht werden 5 Sekunden, während aktiviert.

es gibt keinen kühlkörper

Es wird also ziemlich heiß, wenn Sie es dann ausschalten. Wenn Sie es schnell wieder einschalten, fällt es möglicherweise aufgrund der Überschreitung der Sperrschichttemperatur aus.

Der Transistor erwärmt sich in diesen 5 Sekunden nach dem Einschalten des Induktors nicht

Ich kaufe das nicht. Im Multicomp- Datenblatt oder diesem für das Gerät habe ich gelesen: -

Junction to Ambient in Free Air 100 °C/W

Ohne einen Kühlkörper oder eine andere Form der angemessenen Kühlung könnten Sie das Gerät beschädigen. Ich denke, das ist dein Hauptproblem.

Vielen Dank für Ihre Empfehlungen. Ich habe tatsächlich alle von Ihnen erwähnten Angelegenheiten berücksichtigt. Ich denke, der Transistor BD679 ist nicht zum Schalten induktiver Lasten geeignet. Wie es im Datenblatt heißt: "Diese Serie von Silizium-NPN-Darlington-Transistoren mittlerer Leistung aus Kunststoff kann als Ausgangsgeräte in komplementären Allzweck-Verstärkeranwendungen verwendet werden." Aber einige andere Transistoren wie MJE13003, auf deren Datenblatt stand: „Diese Geräte sind für induktive Schaltungen mit hoher Spannung und hoher Geschwindigkeit ausgelegt, bei denen die Abfallzeit entscheidend ist …“
Nein, der BD679 ist durchaus in der Lage, induktive Lasten zu schalten. Sie haben die Gegen-EMK-Diode, das sollte normalerweise kein Problem sein. Es liegt nur daran, dass die Verbindung verbrannt wird, weil Sie die Wärme nicht schnell genug abführen (obwohl Sie denken, dass sie kühl läuft) und die Basis nicht hart genug fahren.
Ich unterstütze diese Analyse - daher meine frühere Frage zu einem Kühlkörper. Transiente Spannungen, die durch kurze, aber intensive Erwärmungszyklen verursacht werden, führen zum Tod praktisch jedes Halbleiters.

Wenn der Operationsverstärker als perfekter Schalter fungiert, sollte dies funktionieren. Es besteht jedoch die Möglichkeit einer Erwärmung oder Oszillation, da es keinen klaren Hinweis auf die Anstiegsgeschwindigkeit des IN4-Eingangssignals gibt und der LM258 ein langsamer Anstieg der Transistorbasis sein kann.

Da der BD679 ein Ampere Strom transportieren kann, erwärmt er sich selbst, wenn er teilweise eingeschaltet ist. Ein schneller EIN-AUS-Übergang ist wichtig; Erwägen Sie das Hinzufügen einer positiven Rückkopplung, Pin 7 zu Pin 5 mit einem 500-k-Widerstand und IN4 zu Pin 5 mit einem 5-k-Widerstand, um die Übergänge schnell zu machen.