Ayuda esquemática básica

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Estoy tratando de diseñar un circuito de iluminación para un jardín interior, y no entiendo las cosas que parecen ser muy básicas, por lo que necesito ayuda. El esquema al que estoy haciendo referencia es:

Tengounafuentedeentradade24Vquemegustaríalimitara20V.LAesunaseriedeLEDsdemaneraquelacaídadevoltajetotalenlaserieesde~19.8V.R1yZ1estándiseñadosparalimitarelcircuitoa20V.Lapartedelcircuitodespuésdeeso(eláreasobrelaetiqueta"Repetir 14x") es un circuito de corriente constante adaptado de este instructivo , y se repetirá un total de 14 veces. Cada uno de ellos dibujará aproximadamente 0.02A.

Mi confusión se deriva de la presencia de RA y ZA, que, en el ajuste 3 de la instrucción actual constante, limita la entrada a la puerta de QB a aproximadamente 5V. ¿No limita también todo el circuito a 5 V, incluida la caída en la matriz de LED? Se calculó que RB era de 27 ohm 1/4 W a partir de las fórmulas proporcionadas en la instrucción de corriente constante; ¿Solo necesito QA, QB y RB en el circuito, y luego conecto la compuerta de QB y el colector de QA al circuito R1 / Z1?

Datos específicos del valor del dispositivo:
R1 - 140 ohmios, resistencia de 1/4 vatios
Z1 - 20V 1W diodo Zener
RA - 100k ohmios, resistencia de 1/4 vatios
ZA - 4.7V 500mW diodo zener
QA - Transistor NPN (Fairchild 2N5088BU)
QB - MOSFET de canal N (Infineon IPP057N06N3 G)
LA - 6x3.2V LED en serie (por ejemplo, Cree C512A-WNS)
RB - 27 ohmios, resistencia de 1/4 vatios

    
pregunta John

2 respuestas

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R1 y D1 no limitarán el voltaje a 20V. La resistencia debe estar en serie con el riel de suministro de + 24V para que esto suceda.
En cualquier caso, ¿por qué desea limitar el voltaje a 20 V si está limitando la corriente a través de las resistencias? El circuito limitador de corriente ajustará el voltaje a través de las resistencias en el mismo valor en ambos sentidos.

ZA y RA simplemente limitan el voltaje de la compuerta a 5V (o no, no miré los valores, Steven está justo ahí), en caso de que quiera interactuar con un microcontrolador de acuerdo con el Instructable. El único efecto que esto tendrá en el límite actual es establecer un límite superior para el encendido del MOSFET (lo que puede ser bueno, pero no es necesario)
El circuito limitará la corriente a través de los LED de esta forma.

Para mostrar lo que sucede con el circuito en un rango de voltajes de suministro, aquí hay un circuito rápido que creé, sin los bits innecesarios:

Simulación:

Establecí la corriente para alrededor de 20 mA usando 0.7V / 0.02A = 35Ω. El eje X es V + (la tensión de alimentación) siendo barrido desde 10V a 30V. La traza verde es el voltaje en los 3 LED, y la traza azul es la corriente a través de ellos.
Puede ver cómo una vez que el voltaje aumenta por encima de los LED combinados Vf, cualquier aumento adicional tiene muy poco efecto sobre el voltaje a través de ellos o la corriente a través de ellos (menos de 1 mA de variación a más de 20V)

    
respondido por el Oli Glaser
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R1 + Z1 no cumple ninguna función. Obtendrá 20 V, pero en el cátodo de Zener , no en el extremo superior de la resistencia. Eso seguirá siendo a 24 V.
Pero no importa mucho: si tiene una fuente de corriente, la corriente será independiente de la tensión de entrada de todos modos.

Lo mismo para RA y ZA; el voltaje Zener aparecerá en el cátodo del zener, pero los 24 V permanecerán intactos. El valor de RA es demasiado alto; solo permitirá 200 µA, y eso es muy poco para que un Zener se regule correctamente. El voltaje Zener no será de 4.7 V completos, y el FET puede no conducir suficiente corriente. Usaría un voltaje Zener más alto para comenzar, como 6.2 V, y disminuiría RA a 1.8 kΩ, esto le da una corriente Zener de 10 mA.

Oli eliminó el zener, pero entonces tendrás un voltaje demasiado alto en la compuerta. El voltaje máximo de la puerta es de 20 V. Mantendría el zener, o utilizaría un divisor de resistencia para mantener el voltaje por debajo de 20 V. Ventajas: un resistor es más barato que un zener y también el divisor necesita menos corriente, por lo que podría usar dos KΩ resistencias allí.

RB limitará la corriente a 0.7 V / 27 Ω = 26 mA.

    
respondido por el stevenvh

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