¿Cómo elegir el transistor para el circuito del conductor del motor paso a paso?

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Necesito conducir una bobina del motor paso a paso de 1A desde una salida digital que solo puede generar 5 mA. Eso requeriría una Hfe de 1A / 5mA = 200, pero no puedo encontrar un transistor con tanta ganancia. ¿Hay algún transistor que encaje, o hay algo más que pueda hacer?

    
pregunta vijay

1 respuesta

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Aparentemente, ¿está preguntando cómo encontrar un transistor que pueda usarse para cambiar 1A desde una señal digital de 5 mA?

1A / 5mA = 200, que es la ganancia requerida si se usara un solo transistor bipolar. Eso es irrealmente alto para un transistor que puede manejar 1A. No dices cuál es el voltaje, pero sería útil saberlo. Se pueden hacer transistores de menor voltaje con mayor ganancia.

En cualquier caso, esto es demasiado para un solo BJT. Eso deja algunas opciones obvias:

  1. Utilice un FET. Esos son conmutados con voltaje en lugar de corriente. Nuevamente, no dice qué voltaje necesita cambiar, pero puede obtener FET de hasta 30 V o por lo que se puede cambiar lo suficientemente bien directamente desde una salida lógica digital de 0-5 V.

    Ahora ha agregado que el suministro para la unidad paso a paso es de 12V. En ese caso, aquí hay un circuito de ejemplo:

    LaresistenciaessoloparaasegurarsedequeelFETestéapagadosilasalidadigitalalgunavezdebealcanzarunaimpedanciaalta.Sisiempreseestámanejandodemanerasólidaylosfallosdeinicionoimportan,entoncespuedesdejardeR1.

  2. Usemásdeuntransistorparaobtenerunamayorganancia.Porejemplo:

    La ganancia total de la corriente de la señal lógica a la corriente conmutada es aproximadamente el producto de las ganancias de Q1 y Q2. Se puede contar con Q2 para tener una ganancia de 15 en este caso. Ya que desea cambiar 1A, eso significa que necesita 1A / 15 = 67mA de corriente base. R1 ve 5V menos las caídas B-E de ambos transistores, lo que deja aproximadamente 3.6V. Eso dividido por 36Ω causa una corriente de base de aproximadamente 100 mA, lo que deja un margen cómodo. R2 se asegura de que Q2 esté desactivado a menos que se active explícitamente, y también ayuda a apagarlo más rápido. Suponiendo una caída de 700mV B-E, el R2 dibujará 700µA cuando se encienda Q2. Ya que tenemos 100 mA disponibles y solo necesitamos 2/3 de eso, aún queda mucho disco base para el segundo trimestre.

    La corriente a través de Q1 será de unos 100 mA cuando esté encendido. En este caso, se puede contar con un transistor de bajo voltaje de señal tan pequeña para una ganancia de 50, lo que significa que la salida digital de 0-5 V solo necesita proporcionar 2 mA, lo que está dentro de sus especificaciones.

Agregado en respuesta a 4 comentarios:

Estás cambiando algo con una inductancia significativa. La corriente del inductor no puede apagarse al instante. Sin el diodo, cuando se apaga, el inductor elevaría el voltaje en P1 hasta que la corriente existente pueda fluir, de alguna manera, a algún lugar. Probablemente, eso sería excediendo la tensión máxima del colector de Q2 y causando que se descomponga. Eso es malo. El diodo proporciona una ruta segura y agradable para esta corriente hasta que la energía almacenada en el inductor se disipe. Tiene un inconveniente, ya que la corriente de la bobina paso a paso disminuirá lentamente después de que la bobina se apague. Esto se puede solucionar apagando la bobina un poco antes, y / o agregando una resistencia en serie con el diodo para que la bobina vea un voltaje de retorno más alto, que reduce la corriente más rápidamente. Tenga en cuenta que Q2 debe estar clasificado para soportar la tensión de alimentación más esta tensión adicional.

No usaría un transistor darlington. Sí, se pueden encontrar con la ganancia general necesaria, pero también tendrán un voltaje significativamente mayor. Eso no solo eliminará un poco del voltaje de la unidad de la bobina paso a paso, sino que también causará una mayor disipación de potencia en el transistor.

El circuito que mostré es casi un darlington, excepto que el colector de Q1 está conectado a la fuente de 5 V en lugar del colector de Q2. Eso permite que Q2 se sature completamente. Eso será a menos de la mitad de la caída de voltaje de un verdadero darlington.

    
respondido por el Olin Lathrop

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