Transitor và PWM

8

Tôi hơi bối rối về điều này và không biết bắt đầu từ đâu. Ý tưởng là có tín hiệu điều khiển đầu ra micro-điều khiển hoặc tín hiệu PWM (5V hoặc 3,3V trong khi PWM là 100%), sau đó sử dụng một bóng bán dẫn để thông gió cần có nguồn điện 12V để chạy.

Tôi biết rằng tôi cần kết nối các cơ sở cung cấp năng lượng của máy thở và nguồn cung cấp năng lượng của FPGA (hoặc μC) với nhau. Sau đó, tôi sử dụng điện trở nối tiếp với bộ thu của bóng bán dẫn để hạn chế dòng điện.

Phần làm tôi khó chịu là làm thế nào để kết nối chân đế và chân đầu ra PWM? Tôi cần chọn giá trị điện trở nào nếu tôi muốn 3,3V là 100%? Và giá trị nào cần nếu tôi muốn 5V là 100%? Ý tôi là, làm thế nào tôi có thể "nói" bóng bán dẫn rằng 3,3V (hoặc bất kỳ điện áp nào khác mà tôi đang hoạt động) là khi nó cần cung cấp năng lượng cho máy thở với công suất 100%?

Tôi hy vọng bạn có thể hiểu câu hỏi của tôi. Cảm ơn bạn cho bất kỳ câu trả lời !!

transistors pwm

— xx77aBs
nguồn

1

Điều này nghe có vẻ quen thuộc: Tôi đã viết một bài đăng trên blog về chủ đề này (ít nhất là đối với MOSFET) - embedrelated.com/showarticle/77.php

— Jason S

22

Tín hiệu PWM (hai cấp) có hai trạng thái: cao và thấp. Bất kể nguồn cung cấp cho FPGA / MCU của bạn là 5 V hay 3,3 V, bạn muốn trạng thái thấp biến thành 0 V trên quạt của mình và trạng thái cao biến thành 12 V trên nó (hoặc ngược lại). Bằng cách đó, bằng cách thay đổi chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM, bạn sẽ có thể điều khiển quạt dọc theo phạm vi hoạt động của nó.

Các bóng bán dẫn (có thể là BJT hoặc MOSFET) phải hoạt động hoàn toàn tắt hoặc bật hoàn toàn, để làm tiêu tan mức tối thiểu có thể. Nếu nguồn cung cấp là 12 V, bạn không cần bất kỳ điện trở nối tiếp với quạt. Bộ thu hoặc cống của bóng bán dẫn sẽ được kết nối trực tiếp với quạt. Ngoài ra, sử dụng một diode Schottky song song với quạt, sao cho cực âm ở nút +12 V của bạn và cực dương nằm ở bộ thu hoặc cống. Quạt là một tải cảm ứng, và bạn cần cung cấp một đường dẫn cho dòng điện của nó, một khi bạn tắt bóng bán dẫn. Mặt khác, điện áp quá mức có thể tích tụ tại bộ thu / cống của bóng bán dẫn và bạn có thể làm hỏng nó.

Giả sử BJT: Bạn chỉ cần một điện trở nối tiếp với đế, để giới hạn dòng cơ sở. Chúng ta cần biết quạt của bạn thu hút được bao nhiêu, ở mức 12 V (hãy gọi là ) và bóng bán dẫn của bạn (mức tăng hiện tại từ đến ). Chọn điện trở theo cách này: $I_{fan}$ $\beta$ $I_{base}$ $I_{collector}$

$R_1 = \dfrac{V_{supply}-0.7}{10*\dfrac{I_{fan}}{\beta}}$

là 3,3 hoặc 5. Yếu tố 10 là có đủ lề để đảm bảo rằng BJT sẽ không bao giờ hoạt động trong vùng tuyến tính. $V_{supply}$

Sơ đồ

— Telaclavo
nguồn

câu trả lời của bạn rất hay và tương đối chi tiết. Puts ppl như tôi phải xấu hổ :(

— efox29

@ efox29 Cảm ơn bạn, nhưng không bao giờ xấu hổ.

— Telaclavo

Tỉ lệ với

, chứ không phải

. Các bóng bán dẫn thực sự đảo ngược: collector thấp khi điện áp đầu vào cao, nhưng làm cho điện áp trên quạt là 12 V khi đầu vào cao. Không có đảo ngược ở đây.

D

$D$

1 - D

$1-D$

— stevenvh

@stevenvh Đúng rồi, chỉ là một vòng. Tôi sẽ chỉnh sửa.

— Telaclavo

1

@ xx77aBs

(f) thực chất là một hàm của tần số. hFE là

tại DC (f = 0) và đối với cấu hình bộ phát chung (như trong trường hợp này). Vì vậy, đúng, tôi nên đã viết hFE, nhưng người ta thường sử dụng

thay thế.

β

$\beta$

β

$\beta$

β

$\beta$

— Telaclavo

10

Tôi thấy rằng Telaclavo đã cho bạn một câu trả lời tốt cho một bóng bán dẫn lưỡng cực. Đây là những gì nó sẽ trông như thế nào với đúng loại FET:

Đối với điện áp thấp như 12 V, FET có sẵn bật đủ tốt chỉ với 5V hoặc thậm chí 3,3V trên cổng. Chúng đôi khi được gọi là FET mức logic . Cổng sau đó có thể được điều khiển trực tiếp từ đầu ra kỹ thuật số CMOS.

Các diode là rất cần thiết để không làm hỏng FET. Một động cơ sẽ trông có cảm ứng, vì vậy khi bạn cố gắng tắt nó, nó sẽ tăng điện áp lên bất cứ thứ gì cần thiết để duy trì dòng điện cho đến khi điện áp ngược kết quả cuối cùng làm cho dòng điện trở về 0. Điều này đôi khi được gọi là khởi động lại cảm ứng . Không có diode, dòng kickback đó không có chỗ để đi và sẽ nâng cống FET lên điện áp cao để cuối cùng FET bị hỏng và do đó cho phép dòng điện chạy qua. Điều này không tốt cho FET. Một diode Schottky là một ý tưởng tốt ở đây vì chúng nhanh, và ở điện áp thấp của bạn, chúng có sẵn cho các đặc điểm phù hợp.

— Máy tiện Olin
nguồn

5

Nếu tôi hiểu chính xác câu hỏi của bạn, bạn đang tìm cách kiểm soát nguồn điện qua máy thở của bạn bằng cách sử dụng PWM.

Trong trường hợp đó, bằng cách có chu kỳ hoạt động 100%, bóng bán dẫn sẽ được bật và bạn sẽ bật máy thở ở mức 12 V

http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_4.html

— efox29
nguồn

3

Một góc khác về vấn đề này là sử dụng quạt có đầu vào PWM chuyên dụng. Nhiều nhà cung cấp cung cấp điều này như là một tính năng tiêu chuẩn.

Theo kinh nghiệm của tôi, nhiều người hâm mộ DC không chổi than không thích hoạt động với nguồn điện đầu vào bị cắt nhỏ - bạn không thể kiểm soát tốt RPM. Sử dụng đầu vào PWM chuyên dụng cho phép bạn kiểm soát tốc độ rất tốt và vì bạn đang điều khiển đầu vào kỹ thuật số (không cắt điện), bạn chỉ cần một MOSFET khiêm tốn và không cần điốt kẹp.

— Adam Lawrence
nguồn