leds en paralelo, conmutados con transistores NPN

Para un suministro de 3.7 voltios a los LED RGB, los canales azules tienen un voltaje directo bastante alto ( 3.0 a 3.6 voltios según la hoja de datos ), por lo que el uso de BJT dejará margen de voltaje muy pequeño o nulo para que la resistencia limitadora de corriente regule la corriente.

El 2n3904 BJT que se muestra, tiene una V _{ce (sat)} de 0,2 voltios según la hoja de datos, y tendrá un umbral bastante cercano a esta cifra, por debajo del cual no realizará.

En otras palabras, es probable que el diseño sea marginal en el mejor de los casos, o que no funcione en absoluto para el canal azul al menos, dependiendo de la V _f real de Cada canal azul individual de los LEDs.

En su lugar, considere el uso de MOSFET de nivel lógico de 3.3 voltios, económicos, como los IRLML2502 , disponible para tan solo 24 centavos cada uno.

A un voltaje de compuerta de 2.5 voltios, el R _{ds on} para el MOSFET anterior es 0.080 Ohms . Con 100 mA ( 20 mA * 5 ) pasando a través de esto, la caída de voltaje resultante en el MOSFET se calcula para solo 0.08 * 0.1 = 0.008 Volts = 8 milliVolts . De manera más realista, es posible que veas una caída de hasta 0.01 voltios entre Drain y Source.

Por lo tanto, hay casi 0.1 voltios de altura asegurados, digamos 0.5 voltios típicos, para los LED de canal azul. Esto es mucho mejor de lo que obtendría con el diseño BJT.

En la práctica, dado que una unión MOSFET de drenaje a la fuente se comporta esencialmente como una ruta óhmica para la corriente en un V _gs específico, habrá una reducción lineal de la caída de voltaje como el margen de voltaje disponible. reduce, por lo que la parte azul de los LED continuaría brillando, aunque un poco débil, incluso en el peor de los casos. Esto es diferente al comportamiento de unión de colector-emisor de un BJT, que esencialmente dejará de conducir por completo cuando se acerque al caso marginal.

Ventajas añadidas del enfoque MOSFET:

• No es necesario realizar un cálculo cuidadoso para las resistencias de salida de MCU: solo conecte una resistencia de 100 Ohm en serie con la Puerta, y una resistencia de 10 kOhm para desplegar desde la Puerta hasta la Fuente. Dado que la compuerta MOSFET es un dispositivo accionado por voltaje, no es uno accionado por corriente, por lo que no se requiere una corriente de base mínima ni cálculos cuidadosos.
• Menos preocupación por el calor en los transistores: el MOSFET con su máximo de resistencia de 0.08 Ohmios generará calor insignificante incluso a niveles muy superiores a los 100 mA actuales que se están considerando. Un BJT no tendrá esa ventaja.
• Sin fuga térmica: los MOSFET tienen un coeficiente de temperatura negativo, la corriente se acelera a medida que aumenta la temperatura.
• Solo las resistencias limitadoras de corriente LED deben recalcularse si elige aumentar la tensión de alimentación más adelante, ya que de todos modos, 3.7 voltios hace que las cosas sean un poco dudosas.

El circuito del interruptor MOSFET se vería así:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Creo que es un diseño razonable hasta ahora ...

Debe verificar que el transistor se ocupará de la corriente de los 5 LED: busque su hoja de datos y busque la corriente máxima del colector. Si el transistor está bien, entonces puede asumir que cambiará a prácticamente un cortocircuito para calcular los valores de la resistencia del LED.

Para hacer esto, necesita saber cuál es la caída de voltaje a través del LED para la cantidad de corriente que desea transmitir. Cuando esté ejecutando desde 3.7 V para alimentar los LED, reste la caída de voltaje del LED hacia adelante y lo que quede aparecerá en el resistor y el transistor, pero recuerde que es probable que el transistor sea un corto, siempre que maneje la corriente general desde 5 LEDs.

Resistencia de la base: el pin IO querrá producir 3,3 V y la base "querrá" 0,7 V PERO, lo que es más importante, deberá inyectar unos pocos miliamperios en la base para encender correctamente el transistor. Suponiendo que tiene una ganancia de corriente de 100 (verifique la hoja de especificaciones del transistor) y suponiendo que desea 200 mA a través del colector de 5 LEDs, deberá empujar en la base un mínimo de 2 mA. Es un mínimo y es mejor 5 veces este valor (10mA).

Por lo tanto, hay 3.3V del pin IO que desea conducir 10 mA a través de la base del transistor que necesita 0.7V, lo que significa que la caída de voltaje en la resistencia de la base es 2.6V. Está pasando 10 mA, por lo que la resistencia debe ser de 260 ohmios, elija 270R o 240 R a menos que tenga acceso a un rango más cercano.

El desperdicio de energía está principalmente en las resistencias en serie con los LED y la potencia real en los LED. No creo que haya mucho que puedas hacer al respecto sin ejecutar los LED desde una fuente de mayor voltaje y colocarlos en serie.