¿Cuál es el uso del transistor en este circuito?

El regulador 7805 está configurado como un regulador ajustable según lo ajustado por el potenciómetro de 10K. El transistor está conectado como un seguidor de emisor para aumentar la corriente de carga disponible para la carga del LED. Supuestamente, el 7805 no puede suministrar la corriente de carga necesaria para los LED y, por lo tanto, el transistor actúa como un refuerzo de corriente.

Este circuito tiene un problema fundamental porque no hay limitación de corriente para los LED. Normalmente, esta limitación de corriente se admitirá con algunas resistencias en serie con cada cadena de LED.

También existe el problema adicional de que cada una de las tres cadenas de LED tendrá una caída de voltaje directa de LED total diferente. La cadena con la caída de voltaje más baja intentará tomar la mayor parte de la corriente del transistor. Esto puede provocar una variación de brillo entre los LED. Una vez más, este problema se resuelve al tener resistencias en serie con cada cadena de LED para equilibrar la corriente en cada cadena.

Por cierto, esto es típico de los circuitos de basura que encuentras publicados en la web.

El uso de un transistor externo es para permitir que un regulador IC lineal entregue más corriente de lo habitual. Se puede hacer un regulador de 1.5A 7805 5V para conducir cargas de 3A + usando un transistor externo como el que se muestra. También se puede usar para hacer que el transistor externo tome el calor durante la disipación en lugar del regulador IC.

Suponiendo que la carga total en el paquete de Lipo de 4 celdas utilizado en el circuito como fuente de entrada es 16.8V carga nominal de 14.8V, esto significa que la diferencia en el voltaje del regulador lineal del peor caso es 16.8 - 5 = 11.8V.

Se bajaron 11.8V para alimentar una carga de 3W (El esquema muestra una "matriz de LED de 3W"), entonces la salida de corriente requerida es de solo 600mA a 5V, sin embargo, incluso 600mA con una diferencia de 11.8V puede ser devastador para los 7805. La cantidad La potencia disipada a través del 7805 normalmente sería de 11.8 V * 0.6 A, lo que da 7 vatios. El desperdicio de 7 vatios es enorme, especialmente cuando la carga es de solo 3 vatios, lo que significa que el sistema de potencia total solo tiene un 30% de eficiencia.

Si observa la resistencia térmica típica de la unión al aire del paquete TO-220, es de 65 grados por vatio. Eso significa que para 7 vatios disipados, el paquete aumentará en 7 * 65 grados, lo que lo convierte en la friolera de 455 grados por encima de la temperatura ambiente. ¡Obviamente explotará en una bola de fuego y se llevará a cualquier niño cercano!

La idea del transistor externo es que será la que tome la disipación térmica, y la Hoja de datos del TIP35C muestra que es muy buena para manejar el calor. El paquete TO-247 también puede tener algunos disipadores de calor agradables también. Este transistor externo sigue reduciendo la diferencia de voltaje, lo que hace que el circuito sea un 30% eficiente. El 60% de su paquete de baterías lipo se desperdiciará en calor, lo que en invierno podría ser agradable, de lo contrario es un diseño terrible.

Después de leer las hojas de datos 7805 en internet, veo que las resistencias del pin GND están formando un sistema de retroalimentación que permite al usuario ajustar (en bucle abierto) la salida del 7805 mientras actúa en una Estilo de operación "corriente constante". Esto significa que, en teoría, no necesita resistencias limitadoras de corriente como lo dicen otros, porque el 7805 y su transistor externo actúan efectivamente como una fuente de corriente constante con salida ajustable. Sigue siendo una eficiencia terrible, pero será mejor en los rangos de temperatura y las cargas que una simple matriz de resistencias (que también se convertiría en una bola de fuego por cierto, o tendría que ser enorme en general).

Un transistor externo también es más fácil de reemplazar si explota, que de reemplazar el regulador.