Cálculo de la resistencia en un circuito donde el relé está controlado por un microcontrolador

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Me han pedido que calcule la resistencia teórica de R1 en el circuito mostrado. La información que he recibido es que el relé necesita 60 mA y 12V. También me han dicho que el valor de hFE / Beta del transistor es 20 y que la caída de voltaje entre la base y el emisor es de 0,7 V. He intentado calcular la resistencia de R1, pero cuando lo hago, parece que no uso toda la información proporcionada que me lleva a creer que lo estoy haciendo mal. Además, estoy un poco confundido en cuanto a lo que se entiende por el término resistencia teórica de R1.

Si alguien pudiera guiarme en la dirección correcta, lo apreciaría enormemente.

    
pregunta Noah Noahse

2 respuestas

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No es necesario utilizar la tensión de alimentación de 12 V para nada. No es raro que las preguntas incluyan alguna información extraña.

Si asume que la entrada es un valor (teórico) igual a la tensión de alimentación de la MCU, puede ser 5.0, 3.3, 2.5, 1.8 o algo más. Una suposición razonable podría ser 5.0, pero debe declarar su suposición claramente.

En realidad, desearía usar un valor mucho más bajo para la resistencia que el valor que calculará más arriba usando la ley de Ohm y la caída nominal de Vbe, para asegurar una saturación profunda del transistor y para tener en cuenta la caída de voltaje en la MCU Transistor de salida, tolerancias de voltaje, efectos de temperatura en el transistor, circuitos de salida de MCU y bobina de relé, etc.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Dado que todos los transistores comienzan a saturarse por debajo de Vce = 2V, esto significa que la ganancia de corriente hFE se reduce lentamente hacia el 10% de su valor pico hFE cuando Vce se acerca a la especificación de facto para la saturación de Vce (sat) = x en Ic / Ib = 10.

Esto significa que define un voltaje bajo como 0.2V utilizando el 10% de la corriente del colector de corriente en la base. A menudo, puedes obtener el 5% de Ic, pero nunca el 1%.

Así que ahora, utilizando la Ley de Ohm, puede calcular fácilmente R1 basado en la bobina DCR con 12V usando 5 a 10% de Ic.

Información de bonificación

La desventaja es que las bobinas de bajo voltaje (< = 5V) a veces toman más corriente de lo que algunos CMOS están calificados para conducir, por lo que los usuarios pueden compensar la elección del 5%, pero el 10% está garantizado de la especificación de la tensión de saturación especificada a cierta temperatura.

Una cosa importante a entender es que todos los diodos y transistores tienen una resistencia de saturación, Rs (o ESR o Rce o para RETOn de FET), de modo que cuando se usa como un interruptor, el aumento incremental de voltaje con la corriente tiene un conocimiento Pendiente que depende del tamaño de la unión. Diodes Inc. lo denomina Rce en sus conmutadores Vce (sat) super bajos patentados en miliohms. Esta resistencia "ESR" se puede usar en el futuro cuando se usan altas corrientes para predecir el aumento de voltaje en diodos, Vce y LED. Aunque no es relevante aquí, a menos que sea un Relé realmente grande con un DCR bajo que se aproxime al interruptor como en un solenoide. Por lo general, desea que el Interruptor sea < = 5% de la carga DCR (resistencia de CC), de modo que si se consume mucha corriente es eficiente al cambiar las cargas inductivas.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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