transistor NPN como resistencia variable para operación de cc LED

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Quiero construir un circuito simple, para controlar una cadena de LED a través de una señal PWM externa, pero limitar su corriente. Desafortunadamente, no estoy al tanto de todos los efectos que el transistor introduciría en este circuito. Si alguien pudiera señalar alguna mejora simple para compensar los efectos que no he tenido en cuenta, estaría muy agradecido.

Hay una corriente I1 que fluye a través de los LED y el colector, que quiero que sea constante. V2 es un pin de salida GPIO de uC con una Von de 3.3 V (que supongo que está cerca de la constante) y Voff de 0V. La corriente de V2, a la que me refiero como I2, se dividirá en I3 (Base de transistor) e I4 (R2). Por lo que sé, Vsense = Rsense * (I1 + I2).

Ahora hay Vbe, que no sé si debería asumirlo como constante. Primero, es dependiente del Hielo, segundo, puede variar entre lotes de producción, no sé qué tan significativo es este efecto.

Dos resistencias también parecen demasiado simples, pero si funcionan ... O debería poner un diodo en lugar de R2 y ajustar Usense + Ube = Vdiode .

Mi objetivo es obtener algunas mejoras o circuitos relacionados que eviten problemas como la dependencia de frecuencia, el cambio de parámetros sobre la temperatura, la variación relacionada con el lote de producción, etc.

Por favor, en aras de la simplicidad, asuma que todas las partes en este esquema son capaces de manejar la desaprobación térmica resultante.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta engelant

2 respuestas

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Usted muestra un riel de voltaje de \ $ 24 \: \ text {V} \ $. Esto puede ser una cuestión de conveniencia para usted, pero su carga no lo requiere. O puede ser que su carga requiera la mayor parte. No se muestra la carga actual. Así que no es realmente posible avanzar muy lejos con un diseño. Uno es, en cambio, podría parecer que se enfrenta a escribir un libro sobre el tema.

Veo un comentario que hizo diciendo que hay una "cadena de LEDs". Así que asumiré por el momento que la mayoría de los \ $ 24 \: \ text {V} \ Aparecerá $ a través de esa cadena, dejando el BJT con un pequeño resto para tratar.

Algo como esto sería preferible a tu circuito (del cual no quiero hablar).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Muestro algunas suposiciones de fórmulas aproximadas en el esquema anterior, pero las fórmulas están aquí: \ $ R_1 = \ beta_2 \ cdot \ frac {3.3 \: \ text {V} -2 \: \ cdot \: 700 \: \ text {mV}} {\ eta \ cdot I_ \ text {LOAD}} \ $ y \ $ R_2 = \ frac {700 \: \ text {mV}} {I_ \ text {LOAD}} \ $. El valor de \ $ \ beta_2 \ $ debe ser conservador para un BJT en modo activo (quizás 100). El valor de \ $ \ eta \ $ es un "factor de fudge" que acabo de crear. Aquí, debería ser al menos 2 y quizás tan grande como 4. Probablemente yo usaría 3. (Nunca debe usarse, más pequeño que 1).

Puede encontrar una larga discusión de dicho circuito aquí: CC usando BJTs . La discusión allí es mucho más detallada y también incluye una versión BJT + MOSFET del circuito anterior, también. Probablemente vale la pena leerlo.

Tenga en cuenta su disipación en \ $ Q_2 \ $. Las versiones de señal pequeña de BJT se encuentran generalmente en TO-92 o SOT-23 y tienen una capacidad muy limitada para disiparse. Los paquetes más grandes de TO-220 pueden manejar más y usted también puede agregar disipadores de calor. Incluso es posible extender el circuito anterior para compartir la corriente de carga entre varios BJT.

(Puede ser una buena idea mantener \ $ Q_2 \ $ aislado térmicamente de \ $ Q_1 \ $, ya que \ $ Q_1 \ $ mide la corriente que va a los LED).

    
respondido por el jonk
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Este tipo de limitación de corriente generalmente se realiza con dos diodos en serie, polarizados hacia delante, en lugar de R2. Entonces sabe que \ $ V_B \ approx \ $ 1.4V y el voltaje en \ $ R_ {SENSE} \ $ será aproximadamente 0.7V. Use la ley de Ohm para elegir un valor para la resistencia sensorial que proporciona la corriente deseada. La ventaja de usar diodos en lugar de un divisor de resistencia es que no dependes de un volage constante desde el pin de E / S.

Por supuesto, hay muchos factores que harán que el valor límite actual varíe, como mencionó. Supongo que usted podría lograr una regulación de \ $ \ pm \ $ 10% con un circuito como este. La corriente nunca será constante , debe vivir con alguna variación pero no nos dijo lo que necesita.

    
respondido por el Elliot Alderson

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