¿Qué transistor debo usar para PWM cambiar la potencia de 12 V de mi automóvil con la de 5 V de mi Arduino?

Para buscar un transistor adecuado: Primero, decide qué tipo. BJT: PNP o NPN? MOSFET: ¿canal P o canal N? Para la mayoría de los casos de conmutación y PWM, desea utilizar MOSFET.

Cuando modulas usando una entrada Arduino 5V simple, quieres algo con una "puerta de nivel lógico", lo que significa que se enciende muy por debajo de 5V. El circuito más sencillo es un interruptor de bajo nivel que utiliza un MOSFET de canal N. Entonces, tienes que preocuparte por: - ¿Cuánto voltaje necesita cambiar? Digamos que el límite superior es de 15 V y desea duplicar esto por seguridad: 30 V DS de tensión. - ¿Cuánto voltaje entra en la puerta? Arduino es 5V, así que llamémoslo 10V GS por seguridad. - ¿Cuánta corriente quieres modular? Los MOSFET están clasificados para una corriente máxima, pero usted quiere mantenerse muy por debajo de esto, por lo menos a la mitad. - ¿Cuánto enfriamiento? Mire el RDSON del transistor, y multiplíquelo por el cuadrado de la corriente, para obtener energía / calefacción; un TO-220 puede disipar 1W en aire libre sin preocupaciones; por más de 1W, probablemente quieras un disipador de calor.

En general, conecte todo esto en la búsqueda paramétrica en Digi-Key. Escriba "Necesito 3" y presione la flecha hacia arriba para encontrar la opción más barata (o al menos las opciones ordenadas por precio). ¡Listo!

Recomendaría un IRLB8721 para este caso, suponiendo que sus LED permanezcan en un dibujo de 10A o menos.

Nota: El volcado inductivo en un automóvil puede ser significativamente más alto que los 30 V para los que está calificado el transistor. Probablemente querrá acortar la ruta de LED + Transistor con un < Abrazadera máx. 30V diodo nominal de 5 kW TVS. Además, querrá proteger la puerta del MOSFET con un diodo Zener de 9 V a tierra. Use los mismos televisores de protección que los LED para proteger el voltaje de entrada del Arduino si está usando su propio 7805 o similar con una entrada de 30V. Si está utilizando la entrada básica de Arduino, deberá usar un diodo TVS con pinza de 16 V máx., Porque algunos Arduinos no están clasificados para una entrada máxima de más de 16 V, y un volcado de carga es mucho más que eso; Sin embargo, no se pueden obtener con una separación a 13.6 V, lo cual es necesario para no desangrar la batería de un automóvil, así que recomiendo su propio regulador de 5 V.

Finalmente: ate una resistencia de 10 kOhm entre la puerta y el suelo, para filtrar de forma segura la puerta a tierra cuando la alimentación está apagada o indeterminada. A los MOSFET realmente no les gusta estar "a mitad de camino".

La frecuencia PWM predeterminada del Arduino, 490 Hz, está bien para modular los LED para la iluminación; a menos que su cableado esté extremadamente flojo, no escuchará esto. Para cargas más grandes, bobinas inductivas, motores, etc., el 490 Hz es bastante molesto y querrá una frecuencia de modulación más alta. Sin embargo, los 25 mA que obtiene del Arduino no cambian un MOSFET de potencia lo suficientemente rápido para vivir con una frecuencia más alta, por lo que también necesitará un controlador de compuerta separado, como el IRS2101PbF. Sin embargo, esa es una ecuación de diseño completamente diferente por sí sola.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El automóvil es una carga inductiva muy alta, esto significa que tendrá un pico de voltaje importante cuando apague el transistor y necesitará una red de protección. Además, necesita manejar unos picos de corriente de 100A (arranque del motor).

Si solo necesita encender y apagar la batería, no modulación PWM, mejor use un relé.