IR Strobe - Arduino

Algunas de sus especificaciones son contradictorias, pero supongo que desea ejecutar 2A a través de un LED IR durante cortos períodos de tiempo controlados por una señal lógica digital de 5 V, y tiene una alimentación de 12 V para este circuito. También asumo que esto no tiene que ser muy preciso.

Aquí hay una solución simple, con algunas precauciones:

Estoutilizalapropiedadinherentedelostransistoresbipolaresdondelacorrientedelcolectoresengranparteindependientedelatensióndelcolector.CuandolabasedeQ1seelevaaunvoltajeparticular,elemisorseguiráunos700mVmenos.EstoponeunvoltajefijoenR1,loquehacequeunacorrientefijafluyaatravésdeélsegúnlaleydeOhm.Lamayorpartedeesacorrientefluiráatravésdelcolector,porloqueQ1actúacomounsumiderodecorrientecontroladoporvoltaje.ElTIP41esuntransistordepotenciamediaytieneunagananciadecorrientemínimade15enestecaso.Esosignificaque1/16delacorrienteR1provienedelabasey15/16delamismadesdeelcolector.

Ustedquierequeaproximadamente2AfluyanatravésdelLEDcuandoestáencendido,loquesignificaquelacorrientedebasedebeserdehasta135mA.Esoesdemasiadoparaesperarquesesuministreunasalidadigitalnormal,poresoesqueQ2estáahí.Proporcionaunagananciadecorrienteadicionaldealmenos50,porloqueahoralaseñaldigitalsolotienequegenerar3mAomenos,loquelamayoríadelassalidasdigitalespuedenmanejar.Q2yQ1juntosformanloquesellamaun"par darlington". Juntos actúan como un transistor de alta ganancia, pero con el doble de caída B-E de uno solo.

Cuando se aplican 5V a la base de Q2, aproximadamente 4.3V estarán en la base de Q1, y aproximadamente 3.6V en R1. Esta es la razón por la que R1 es 1.8, porque dibujará 2A a 3.6V.

Ahora para las precauciones. Este circuito solo está diseñado para pulsos cortos con un ciclo de trabajo promedio bajo. La potencia significativa se disipará cuando el LED esté encendido. Con una fuente de 12V y considerando el 2A que fluirá, 24W tiene que ir a algún lugar. Un poco (3,6 W o menos) se destina a conducir el LED según lo previsto, aproximadamente el doble que (7,2 W o más) calentará R1, y la mayoría del resto (13W o menos) calentará Q1. Esta no es una condición sostenible, especialmente para Q1.

Todas estas partes deben ser capaces de manejar esa potencia para ráfagas cortas a la vez, pero el promedio debe ser significativamente menor. Si las ráfagas son cortas y el ciclo de trabajo es bajo (10% o menos), es probable que no sea necesario hacer nada más.

Si necesita tolerar más potencia, lo primero que debe hacer es aliviar el estrés en la Q1, ya que ahí es donde va la mayor parte de la potencia. Agregar un disipador de calor a Q1 es un enfoque, y reducir el voltaje a través de él cuando fluye el 2A es otro. A un total de 12 V, 3,6 V a través de R1 y 1,8 V a través de D1, que dejan 6,6 V a la izquierda para que caiga Q1. Q1 en esta configuración de Darlington necesita al menos 1 V, mejor dejar 1,5 V para que haga su trabajo. Eso significa que hay alrededor de 5 V adicionales que podrían caer por una resistencia en serie con el LED sin afectar el funcionamiento del circuito. Eso significa que podría agregar hasta 2.5Ω en serie con el LED para absorber una buena fracción del calor que, de lo contrario, Q1 tendría que disipar. La misma potencia aún se desperdiciará y se convertirá en calor, pero en general es más fácil y más económico lidiar con ellos en resistencias que en partes activas como el transistor Q1.

Hoja de datos de todas las partes utilizadas siempre es útil. Guarda a otros tener que perseguirlos N veces.

Defina dc = ciclo de trabajo = 0 = 0%, 1 = 100%
 por ejemplo, 30% dc significa dc = 0,3

Tenga en cuenta que afirmar que es un LED de 5W no tiene el máximo sentido como Vfcont x Ifcont = 1.4V x 1.4A = 2W. La respuesta es independiente de esta ambigüedad.

El BD135 tiene "tiempo cumplido", no tiene la clasificación actual requerida y, en ningún caso, es un dispositivo demasiado bueno. Use un MOSFET como este Fairchild RFD14N05LSM - disponible en Digikey por menos de $ US1. 14A, 50V, puerta de nivel lógico (3V suficiente aquí, más bien).  TO220 o DPak.

Ipeak ahora es 2A.
 Reemplace 6r8 en el emisor con una resistencia que caerá aproximadamente 0.6V a 2A para encender el BC337 y limitar la corriente.

R = V / I = 0.6 / 2A ~ = 0.3R

Disipación de la resistencia para dc = 1 = I ^ 2 x R = 2 ^ 2 x 0.3 = 1.2W.  Pero en 2A LED c es < o < < 2A.  Power_resistor = i ^ 2 x r x dc.  = 120 mW a 10% dc
 = 12 mW al 1% dc.

Disipación del transistor = V x I x dc  = (13.5-1.4-0.6) V x 2A x dc = 11.5 x 2 x dc = 23 x dc vatios.  es decir, 24 vatios a 100% dc
 2.4 W al 10% dc
 240 mW al 1% dc.

Reduzca la resistencia de la unidad de entrada a 10 ohmios.

El circuito funcionará como está con MOSFET en lugar de BD135.

PERO ...

Este circuito no es bueno para controlar con precisión la corriente máxima de FET. Tiendo a usar un comparador u opamp haciendo un papel esencialmente idéntico. El control será mucho más definido.

Rl = LED.

Vin se pulsa al nivel relevante para encender el LED.
 El nivel puede establecerse dividiendo el procesador en un voltaje que aún sería más preciso que el circuito del transisor, o sujetando la señal del variador al nivel diseñado.