Interruptor de transistor de lado alto con controlador de 9V LED

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Estoy tratando de construir un interruptor lateral alto usando un transistor PNP y NPN juntos para ejecutar (7) 10W LED apagados de un controlador LED. Es parte de un circuito de multiplexación y no tengo la opción de convertirlo en un interruptor lateral bajo. También necesito poder cambiarlo rápidamente. Encontré el siguiente esquema y he intentado recrearlo sin éxito. Estoy usando un PNP 2N3906 con un NPN 2N2222a. La imagen de abajo muestra una fuente de alimentación de 12 V, pero en realidad estoy usando un controlador LED que es de 9 V y 900 mA. Mi carga es de 7 reflectores LED conectados en paralelo.

Aquí hay una foto de mi conexión al tablero. El controlador LED es azul + y amarillo -. El cable negro va a + en mis LED y el cable blanco es el - en los LED. El rojo es + 5V en el Arduino y el marrón es GND en el Arduino. Mi entendimiento es que cuando conecto y desconecto el cable rojo + 5V, las luces deben encenderse y apagarse. Mi problema es que las luces están siempre encendidas.

¡Por favor ayuda! Gracias

    
pregunta Tdubya

3 respuestas

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Si desea seguir utilizando BJT (y hay argumentos de cualquier manera), entonces su problema principal (aparte del límite actual de su PNP) es \ $ R_3 \ $ que utilizó. Simplemente no pudo suministrar suficiente unidad de corriente base para su PNP.

Los siguientes circuitos suponen que tiene una fuente \ $ + 5 \: \ textrm {V} \ $ Arduino y que su E / S proviene de ella. (Asumiré que puede obtener aproximadamente \ $ 4.8 \: \ textrm {V} \ $ de un pin que se está aprovisionando o hundiendo \ $ 3 \: \ textrm {mA} \ $.) Le estoy proporcionando dos maneras ir. Cualquiera de los dos está probablemente bien. El lado derecho usa una resistencia menos y también requiere menos conformidad de corriente de la unidad de su Arduino. Creo que ambos funcionarán bien.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Puedes ver algunas de las diferencias. El circuito de la izquierda requiere una resistencia más y una de las resistencias debe ser capaz de \ $ \ tfrac {1} {2} \: \ textrm {W} \ $. Su pin de E / S también tendrá que generar hasta \ $ 3 \: \ textrm {mA} \ $, también. No es un problema difícil para la mayoría de los pines de E / S. (Pero es más de lo que se requiere en el esquema correcto). El esquema correcto usa una resistencia menos y no necesita ser \ $ \ tfrac {1} {2} \: \ textrm {W} \ $, pero en su lugar, solo \ $ \ tfrac {1} {4} \: \ textrm {W} \ $. Esto se debe a que \ $ Q_1 \ $ está recogiendo el \ $ \ tfrac {1} {4} \: \ textrm {W} \ $ restante (no hay almuerzo gratis).

Por lo tanto, el circuito del lado derecho se calentará \ $ Q_1 \ $ más. Pero debería estar bien, independientemente. Ambos circuitos usan un TIP32, que viene en varias clasificaciones (A, B, etc.). Sin embargo, no te importa cuál de ellos obtienes. Lo principal es el embalaje TO-220, que le permite disipar medio vatio (más que suficiente).

Ahora, solo como una prueba antes de salir y gastar dinero y tiempo en un buen TIP32 BJT, puede probar su circuito existente usando el esquema del lado izquierdo. Mirando tu propio esquema, no el mío, puedes mantener \ $ R_1 = 1 \: \ textrm {k} \ Omega \ $ y mantener \ $ R_2 = 4.7 \: \ textrm {k} \ Omega \ $, pero cambiar cosas así \ $ R_3 = 150 \: \ Omega \ $ (y asegúrese de que tenga al menos \ $ \ tfrac {1} {2} \: \ textrm {W} \ $ o más en la capacidad, o de lo contrario use solo por un tiempo muy corto solo para poner a prueba la idea.) Si lo prueba, tenga en cuenta que el PNP BJT se calentará rápidamente. Así que no hagas esto por mucho tiempo, quizás un segundo más o menos. Sólo el tiempo suficiente para ver si funciona. Si te funciona, entonces probablemente puedas comprar el TIP32 y hacer que todo funcione bien.

Si desea una pequeña información sobre cómo calcular sus propios valores de resistencia y por qué estos dos circuitos diferentes pueden lograr los mismos resultados, hágamelo saber. Puedo escribir un poco más para ti. Esto es algo que creo que necesitas aprender a hacerlo por tu cuenta, ya que es un deseo muy común y no es difícil descubrirlo y aprender bien.

¿Tu esquema actual se ve así?

simular este circuito

Un testor de transistores de ebay realmente barato (colocado en una caja que diseñé e imprimí en 3D) sería así. Primero muestro un BJT de baja ganancia TO-220 NPN y segundo un superbeta TO-92 NPN. Puedes ver cómo etiqueta los pines, etc.

    
respondido por el jonk
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El 2n3906 no va a funcionar para usted. Su corriente máxima absoluta es de 200mA.

Elige otro transistor que haga un amplificador o más. Asegúrate de tener en cuenta la beta. La beta del 3906 es solo 30 a altas corrientes. El circuito de la unidad solo está suministrando aproximadamente 2 mA de corriente de base, por lo que podría obtener una salida de 60 mA.

    
respondido por el owg60
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Comentario 1) P = V x I = (9V) x (0.9A) = 8.1 W, que es menos potencia que los 10W que requieren los LED.

Comentario 2) Hay diferentes tipos de circuitos "Controladores LED". Para la discusión, Comentario 3, asumo que usted tiene una fuente de alimentación de "voltaje constante" regulada y no (por ejemplo) una fuente de alimentación de corriente constante.

Comentario 3) No tengo idea de qué voltaje requieren los LED que estás usando, ya que no lo mencionas. Usted dice que compró una fuente de alimentación de 9V, así que supongo que la matriz de LED requiere 9 voltios. Dada esta presunción, la cantidad de corriente que fluye a través de la matriz de LED cuando la matriz está ENCENDIDA es:

$$ I_ {LED} \ approx \ frac {10 \, W} {9 \, V} \ approx 1.11 \, A $$

Esta es también la corriente que debe fluir a través de la ruta del emisor-colector del transistor T2. Desea operar T2 en modo de saturación (SWITCH ON), no en modo de reenvío activo (pequeño amplificador de señal). Así que elige un valor de 10 para el valor beta de T2. (También puede consultar la hoja de datos de su transistor para ver qué valor de beta utiliza el fabricante para realizar pruebas de saturación, y usar ese valor beta en lugar de simplemente elegir un valor de 10.) Cuando la beta de saturación de T2 es 10, la corriente debe el flujo que sale del cable base de T2 (para asegurarse de que T2 funciona en modo de saturación) debe ser

$$ I_ {B, T2} = \ frac {I_ {C, T2}} {\ beta_ {sat, T2}} = \ frac {1.11 \, A} {10} = 111 \, mA $$

A continuación, elimine la resistencia R2 (elimínela por completo) y rediseñe el transistor T1 y la resistencia "limitadora de corriente" R3, de modo que R3 limite la corriente que fluye al colector de T1 a 111 mA cuando T2 y T1 están saturados (ENCENDIDO) .

$$ R3 \ approx \ frac {V_ {CC} -V_ {BE (sat), T2} -V_ {CE (sat), T1}} {111 \, mA} $$

Sugerencia: mire en las hojas de datos los transistores T1 y T2 para determinar los valores de \ $ V_ {BE (sat), T2} \ $ cuando \ $ I_ {C, T2} = 1.11 \, A \ $ y para \ $ V_ {CE (sat), T1} \ $ cuando \ $ I_ {C (sat), T1} = 111 \, mA \ $.

Como antes, elige la beta de saturación de T1 para ser 10. Por lo tanto, la corriente base de T1 debe ser

$$ I_ {B, T1} = \ frac {I_ {C, T1}} {\ beta_ {sat, T1}} = \ frac {111 \, mA} {10} = 11.1 \, mA $$

Verifique que el pin DIO de su microcontrolador pueda generar una corriente de 11.1 mA cuando el pin DIO esté en su estado lógico de salida HIGH.

Cambie el valor de la resistencia R1 para que cuando el pin DIO del microcontrolador emita un voltaje de VOH (la tensión mínima para una salida HIGH lógica), la resistencia R3 limite la corriente que sale del pin DIO y entre en la base de T1 a 11,1 ma .

$$ R1 \ approx \ frac {V_ {OH} -V_ {BE (sat), T1}} {11.1 \, mA} $$

Algunos consejos finales. Como punto de partida, seleccione / compre componentes que puedan manejar al menos el doble del voltaje, la corriente y la potencia que nominalmente estarán presentes en el circuito. Por ejemplo, suponiendo que las presunciones que hice sobre sus LED son correctas, entonces el transistor T2 tendrá nominalmente aproximadamente 1.11 amperios que fluyen a través de su trayectoria de colector-emisor cuando T2 está saturado (ENCENDIDO). Así que elija una parte de transistor para T2 que pueda manejar continuamente al menos el doble de esta cantidad de corriente. La potencia nominalmente disipada por la resistencia R3 será \ $ P_ {R3} = R3 \ cdot I_ {R3} ^ {2} \ $, así que elija un componente para la resistencia R3 cuya potencia nominal sea al menos el doble de este valor. También es posible que deba realizar algunos cálculos de disipación de calor para determinar si se necesita un disipador de calor para T1, T2 o ambos. Y así sucesivamente.

    
respondido por el Jim Fischer

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