Hallo Stephan,
ist denn wirklich ein Rechteck am C des T2 vorhanden?
Du schreibst oben von 3.1Hz (?) bis 16Khz. Das kann nach Deinem Plan nicht ganz stimmen, denn 2.2n/1K ergeben ca. 330KHz!, 2.2n/51K ca. 6.5Khz.
Die einzige Ladespannung beträgt nur etwa 500mV. Betrachtet man den geöffnetten T1, lässt ihm in etwa 200mV Ucesat abfallen und setzt 700mV Ube des noch gesperrten T2 entgegen, dann bleibt es bei einer Differenz von 500mV zur Ladung von C1. Ist aber der Strom dermaßen hoch (1K für R1), dann kann C1 in der Kürze der Zeit nicht mehr laden, weil T2 schon geöffnet wird. Von daher wird die ganze Sache erst ab etwa 30...35K für R1 und R2 funktionieren. Das würde dann in etwa eine F von 11Khz max ergeben, wobei eine Regelung von R1 und R2 auf 51K eine Fmin von ca. 6.5Khz ergibt.
Möglicherweise stehen aber auch die ft der BC107 im Weg. Angegeben sind sie zwar mit 300Mhz, unbekannterweise aber nicht im Verbund mit dem h21E - leider hab ich kein Datenblatt zur Hand.
Weiterhin ist es durchaus möglich, daß sich durch die e Funktion der C Ladung das System erst einschwingen muß und T3 dadurch so viertel bis halb oder irgendetwas dazwischen öffnet.
Die Ptot:
T3 als normaler NPN wird bei 400mA Last einen RiL von ca. 5..6 R haben. Das entspricht dann ca 1V Uv. Nimmst Du einen Darlington, erhöht sich die Uv auf etwa 2...3V. Diese Spannung fehlt natürlich am Ausgang, wobei zusätzlich eine Spannung abhanden kommt, nämlich die, die am Spannungsteiler für T3 anfällt. Der 380R behält selbts ohne push pull R von B nach E des T3 eine Spannung inne.
Deine Ub Werte hab ich nicht gesehen oder überlesen, deshalb gehe ich mal von 15V aus. Bei 400mA für eine Lok (die ja am Emitter des T3 als Last liegt, ihm somit schon einen Re gibt), würde der RL 37.5 R betragen. Tut er das und bleiben am T3 1V Uv "hängen" , dann ist sein RiL mit 2.5R zu bewerten. In dem Fall wird für den Moment des Stromflusses eine Leistung von 400mW Ptot im T3 selber verbrutzelt. Nun kommt erschwerend dazu, daß eben der Spannungsteiler für T3 im Sperrfall von T2 nochmals 700mV abfallen lässt, weil T3 eben ein Emitterfolger ist. T3 "hinkt" immer seiner Ube nach. Die Uv über T3 wird also auf 1.5 ... 1.7V ansteigen, was seinen RiL auf ca. 4.25R erhöht, damit seine Ptot auf 680mW steigen lässt.
Da der BDX53 ein Darlington ist, wird seine Uv gesamt um die 3V liegen.
Wenn nun T3 bei diesen Freq. seinen h21E (hier kommt dann eigentlich schon der h21e zur Geltung) dermaßen in den Keller sinken lässt, daß ein erheblicher Ib benötigt wird, dann fällt über den 380R nochmals eine Uv ab, die als Ucb fehlt.
Das würde ich hier aber ausschließen, immerhin kann der 380R bei 15V Ub 39mA liefern und einen h21E von 10 hat eigentlich schon jeder normale bipolare Leistungs-T.
Weiterhin kommt für den BDX53 noch dazu, daß seine Schaltzeit irgendwo bei 5µs liegt. Damit ist eigentlich eine F von max 200Khz zulässig. Wird dazu nicht über einen push pull R seine Basis ausgeräumt, kann die Schaltzeit noch höher liegen.
Datenblatt vom BDX53
Davon abgesehen, wenn Du den Kühler berechnen willst, geht das wie folgt:
Zunächts benötigt man die Sperrschichttemp - Ts
Dann benötigt man die Umgebunstemp - Tu
Ts liegt bei Si um die 180°C, dannach will er nicht mehr. Dieser Ts gibt man einen Sicherheitszuschlag nach unten von 30°C. Ts liegt damit bei 150°C.
Tu kann im Sommer schon mal bei 40°C liegen.
Ptot nehmen wir einfach mal mit 50W an.
Erschwerend kommt nun noch der Wärmewiderstand im T selbst hinzu, denn die temp muß von Chip auf das Gehäuse übertagen werden. Das ist der innere Wärmewiderstand des T`s RthG oder Case junction und wird vom Hersteller angegeben. Beim BDX53 liegt er um 0.5K/W. Dazu muß noch der Wärmewiderstand des Gehäuses + des Montagematerials berücksichtigt werden. Bei T03 liegt der RthM um 0.2K/W, der einer Glimmerscheibe zwischen 0.8... 0.9K/W. Verwendet man Wärmeleitpaste, so halbieren sich diese Werte.
Der Rth des T´s auf einen Kühler beträgt somit 0.5K/W RthG + 0.2K/W RthM TO3 + 0.9K/W RthM Glimmer = 1.6K/W, mit WLP ca. 1K/W
Der Kühler (RthK) ergibt sich nun aus:
(Ts - Tu) / Ptot - (RthG + RthM)
(150° - 40° / 50W - 1.6 = 0.6K/W ohne WLP und 1.2K/W mit WLP.
Nun sucht man sich den passenden Kühler.
Hast Du nur ein Blech (oder Wagendach), dann kann man die erforderliche Kühlfläche wie folgt berechnen:
RthK = (3.3 x 4. Wurzel aus C) / (Wurzel aus Wärmeleitwert des Blechs x Dicke des Blechs)
C ist ein Korrekturfaktor für:
blankes Blech, senkrecht = 0.85
blankes Blech, waagerecht = 1.0
geschwärztes Blech, senkrecht = 0.43
geschwärztes Blech, waagerecht = 0.5
Der Wärmeleitwert für AL liegt bei 2.1, der für CU bei 3.8
Diese Formel geht aber nur bei annähernd quadratischen Flächen mit einer Bestückung als Wärmequelle und die so ziemlich in der Mitte.
Frage:
Was willst Du da exakt machen. Soll es ein Impulsfahrregler werden? Ich bitte um Verständins - hab nicht alles gelesen.
viele Grüße - Henry