Institut für Elektroprozesstechnik

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1 Institut für Elektroprozesstechnik Leibniz Universität Hannover Institut für Elektroprozesstechnik Elektrowärmelabor I Versuch T13 Schutzbeschaltung von Transistoren im Schaltbetrieb Name: Matr.-Nr.: Gruppe: Datum: Testat: Versuchsleiter: Inhalt: 1. Einleitung 2. Problembeschreibung 3. Die Diode 4. Der bipolare Transistor 5. Schaltnetzteile 6. Schutzbeschaltung 7. Erläuterungen zu den verwendeten Messgeräten/Messungen 8. Fragen 9. Literaturhinweise 10. Versuchsdurchführung Institut für Elektroprozesstechnik, Wilhelm-Busch-Str. 4, Hannover, Telefon: 0511 / , Telefax: 0511/ , etp@etp.uni-hannover.de, URL:

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23 Leibniz Universität Hannover Institut für Elektroprozesstechnik Seite 23 von Versuchsdurchführung Hinweis: Wenn Sie Änderungen an der Schaltung vornehmen, trennen Sie mit dem Kippschalter oben links auf dem Steckbrett das Schaltnetzteil vom Labornetzgerät! Vorbereitungsaufgaben a) Bauen Sie den Hochsetzsteller nach Abb. 15 auf dem Steckbrett auf! Verwenden Sie: einen Elektrolytkondensator von 100 µf als Glättungskondensator C d (Achten Sie auf die Polarität!) die Diode BYX als Freilaufdiode D F! den Transistor 2N3055 als Schalttransistor! b) Stellen Sie den Lastwiderstand R a auf einen Wert von etwa 90 Ω! c) Für die Messung der Ströme können Kurzschlussstecker mit Drahtbügeln zum Einhängen der Strommesszangen an die entsprechenden Stellen der Schaltung eingebaut werden. d) Stellen Sie das Labornetzteil zur Leistungsversorgung des Schaltnetzteils auf etwa 18 V ein, bevor Sie das Schaltnetzteil einschalten. e) Regeln Sie die Spannung des Labornetzteils (U e ) dann so nach, dass am Ausgang des Schaltnetzteils während des ganzen Versuches die konstante Spannung U a = 30 V anliegt! f) Beachten Sie, dass die Schaltung mit einer Frequenz von f = 62 khz arbeitet. Abbildung 15: Hochsetzsteller

24 Leibniz Universität Hannover Institut für Elektroprozesstechnik Seite 24 von 24 Aufgabe 1 Hochsetzsteller 1.1. Nehmen Sie die Verläufe von I C, I DF, I B und U CE auf und berechnen Sie den Wirkungsgrad η 1! Eingang Ausgang Wirkungsgrad U I U I η e e a a Aufgabenblock 2 Temperaturverhalten 2.1. Bestimmen Sie die jeweils beim Ein- und Ausschalten umgesetzten Verlust- energien W TE0 bzw. W TA0, die Verlustleistung P V,Transistor des Transistors, sowie die Verlustleistung P V,gesamt der gesamten Schaltung! 2.2. Nehmen Sie die Erwärmungskurve des Transistors auf! Hierzu wird über 10 Minuten jede volle Minute der Taster Temperaturmessung gedrückt und ein Spannungswert abgelesen. Vergessen Sie dabei nicht den Anfangswert bei t=0, bei dem sich der Transistor auf Raumtemperatur befindet! Zeichnen Sie die Erwärmungskurve über der Zeit, interpolieren Sie den stati- schen Endwert und bestimmen Sie die Zeitkonstante! 2.3. Berechnen Sie die Elemente des thermischen Ersatzschaltbildes (aus dem Datenblatt vorgegeben: R thjg = 1,5 K/W)