Tính giá trị điện trở cơ sở

Tôi đã tìm kiếm trên internet, nhưng có rất nhiều lời khuyên mâu thuẫn về cách tìm giá trị cho điện trở cần thiết giữa đế của bóng bán dẫn và vi điều khiển. Tôi hoàn toàn thua lỗ vào thời điểm này.

Bộ vi điều khiển mà tôi đang sử dụng là một bảng đột phá huzzah ESP8266 từ adafbean và các bóng bán dẫn là TIP41C.

Đây là một sơ đồ:

— Casper
nguồn

Bạn có thể chỉ cho tôi một số thông tin mâu thuẫn này không?

— đường ống

Dòng tối đa mỗi bóng bán dẫn phải có thể tiến hành là gì? Logic điện áp cao ra khỏi phần kỹ thuật số là gì? Mỗi nguồn đầu ra kỹ thuật số có thể bao nhiêu? Là 12 V thực sự là tối đa các bóng bán dẫn phải chuyển đổi? Đặc biệt là nếu dòng dải LED này cao một cách hợp lý, tại sao không phải là giải pháp rõ ràng hơn về việc sử dụng MOSFET kênh N thay vì bóng bán dẫn NPN?

— Olin Lathrop

Câu trả lời:

Trước tiên, bạn phải xác định dòng thu tối đa là gì mà bóng bán dẫn cần hỗ trợ khi bật.

Chia dòng thu này cho mức tăng của bóng bán dẫn để có dòng cơ sở tối thiểu cần thiết. Độ lợi của một BJT thay đổi theo điểm vận hành, vì vậy bạn phải xem bảng dữ liệu một cách cẩn thận để xem giá trị khuếch đại nào bạn có thể giả định ở dòng thu thập tối đa của bạn.

Một khi bạn biết dòng cơ sở tối thiểu cần thiết, đó chỉ là vấn đề của luật Ohm để tìm ra điện trở cơ sở. Các điểm nối BE của bóng bán dẫn trông giống như một diode cho mạch lái xe. Hình nó sẽ giảm khoảng 700 mV khi dòng cơ sở đang chảy. Trừ đi từ mức cao logic để tìm điện áp trên điện trở cơ sở. Theo định luật Ohm, điện trở là điện áp chia cho dòng điện.

Hãy nhớ rằng tính toán này được dựa trên dòng cơ sở yêu cầu tối thiểu. Điều đó có nghĩa là kết quả là điện trở cơ sở tối đa được phép. Thông thường tốt để làm tròn mức kháng cự một hoặc hai giá trị tiêu chuẩn để lại một số lề.

Bây giờ bạn đã chọn điện trở cơ sở, làm việc ngược lại để tìm dòng cơ sở thực tế và kiểm tra để đảm bảo đầu ra kỹ thuật số có thể cung cấp mức đó. Nếu không, bóng bán dẫn trong mạch đó sẽ không hoạt động.

Tất cả đã nói, tại sao không sử dụng FET? Có vẻ như bạn chỉ cần chuyển 12 V. Có vẻ như IRLML2502 chẳng hạn, sẽ hoạt động tốt ở đây. Sau đó, bạn không cần một điện trở cơ bản nào cả. Việc giảm điện áp trên trạng thái cũng sẽ thấp hơn.

— Máy tiện Olin
nguồn

bạn vẫn cần một điện trở cổng mặc dù

— Vinzent 31/12/17

@Vin: Không, bạn không. Trong các ứng dụng chuyển mạch tốc độ cao đôi khi cần một vài Ohms điện trở cổng. Bất kỳ đầu ra kỹ thuật số bình thường nào chỉ đơn giản là không có khả năng ổ đĩa để gây ra vấn đề mà điện trở cổng sẽ giải quyết.

— Olin Lathrop

@Cas: Đầu tiên, FET là một bóng bán dẫn. Thứ hai, đọc bảng dữ liệu thay vì đoán. IRLML2502 được chỉ định cho 80 mOhms Rdson ở ổ đĩa cổng 2,5 V. Nó hoạt động tốt hơn (45 mOhms) với ổ đĩa cổng 4,5 V, nhưng 80 mOhms là đủ tốt cho nhiều ứng dụng. Ở 1 A, nó sẽ chỉ giảm 80 mV và tiêu tan 80 mW. Điều đó tốt hơn rất nhiều so với bất kỳ BJT nào có thể làm.

— Olin Lathrop

@Cas: Một FET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường) là một bóng bán dẫn, nhưng không phải tất cả các bóng bán dẫn đều là FET.

— Olin Lathrop

Ở mức điện áp thấp 12 V của bạn, có một số MOSFET có thể chuyển đổi được điều khiển độc đáo từ logic 0 đến 3,3 V. Chỉ vì bạn đã chọn một FET không phù hợp không có nghĩa là tất cả các FET đều không phù hợp. Nếu dòng LED cao hơn và bạn có thể chịu được rò rỉ 150 uA, thì IRLML6344 là lựa chọn tốt hơn nữa. Nó được đảm bảo không vượt quá 37 mOhms với ổ đĩa cổng 2,5 V.

— Olin Lathrop

Transitor NPN là một bộ khuếch đại hiện tại, nó cho phép dòng điện chạy giữa bộ thu và bộ phát lớn hơn hFe lần so với dòng chảy từ cơ sở đến bộ phát. điều này cho phép bạn điều khiển dòng điện qua bộ thu bằng cách điều khiển dòng điện chạy qua cơ sở.

Nếu bạn muốn sử dụng một bóng bán dẫn NPN làm bộ khuếch đại hiện tại thì Ib hiện tại cơ sở bạn cần là bộ thu dòng Ic được chia cho hFe của bóng bán dẫn được tìm thấy trong biểu dữ liệu.

I_{b} = \frac{I_{c}}{h_{F e}}

$I_b=\frac{I_c}{h_{Fe}}$

Nếu bóng bán dẫn được sử dụng như một bộ khuếch đại hiện tại, nó sẽ không thể kéo điện áp xuống đất hoàn toàn, để làm được điều đó, bạn phải ở trong chế độ hoạt động của bóng bán dẫn nơi bạn cho phép đủ dòng điện tương đối, để cho phép các bóng bán dẫn để chuyển hoàn toàn ON. cách bạn làm là bạn tăng dòng cơ sở lên 5 lần, vì vậy bây giờ phương trình sử dụng bóng bán dẫn bjt khi chuyển đổi trở thành

I_{b} = \frac{5 I_{c}}{h_{F e}}

$I_b=\frac{5I_c}{h_{Fe}}$

Bây giờ bạn biết dòng cơ sở cần thiết nếu bạn biết dòng điện bạn cần bật mặc dù đường dẫn collector-emitter.

bây giờ bạn có thể tính toán điện trở cần thiết nếu bạn biết điện áp cung cấp

R_{b} = \frac{V_{c c} - V_{d}}{I_{b}}

$R_b = \frac{V_{cc}-V_d}{I_b}$

Trong đó Vcc là điện áp cung cấp và Vd là điện áp diode của diode cơ bản thường $V_d=0.66V$ .

Tóm lại là

R_{b} = \frac{h_{F e} (V_{c c} - V_{d})}{5 I_{c}}

$R_b = \frac{h_{Fe}(V_{cc}-V_d)}{5I_c}$

Tỷ lệ theo hệ số 5 chỉ là quy tắc ngón tay cái nhưng bạn luôn có thể phân tích từ biểu dữ liệu bạn cần bao nhiêu dòng điện mặc dù cơ sở để bật nó.

— Vinzent
nguồn

Điều này sẽ làm việc? (12-0,6) * 30/5 * 0,3 = 228 228 Ohms?

— Casper

Nếu đó là những giá trị của bạn, vd. 12 v, 30gg, 300mA .. tốt rồi, nó sẽ hoạt động. Nhưng bạn có thực sự cung cấp mcu với 12 v không? và giá trị điện trở 228ohm không nghe có vẻ xa vời khi bạn cho rằng bạn đang chuyển đổi 300mA với một bóng bán dẫn có hFe chỉ 30, rất thấp, một điều khác tôi sẽ nghĩ đến là 12 v / 228ohm = 53mA có dòng điện khá lớn được đưa ra từ một đầu ra mcu

— Vinzent

Thật không may, câu trả lời của bạn đang làm việc ngược với một Ib có thể không có sẵn, vì nó không có ở đây. Sẽ rất tốt để làm lại câu trả lời của bạn để tính toán hFE cần thiết từ Ic yêu cầu và Ib có sẵn, sau đó tra cứu hFE (phút) từ biểu dữ liệu, sau đó hiển thị Ic có sẵn tối đa nếu hFE (min) không phù hợp với nó. (Nếu tôi không dùng bàn phím điện thoại, tôi đã đăng câu trả lời như vậy :-))

— TonyM

Câu hỏi không phải là làm thế nào để chọn đúng bóng bán dẫn, câu hỏi là làm thế nào để tìm giá trị điện trở cơ sở, để chọn một điện trở cơ sở mà bạn sẽ luôn cần biết dòng điện cơ sở. Tôi vừa trình bày ý tưởng / phương trình chung

— Vinzent

Xin lỗi, Vcc là 3,3V rồi. Tôi nhầm Vcc là 12V (cho dải đèn LED) đi ngang qua bóng bán dẫn.

— Casper

Tôi sẽ có nguy cơ lạc đề - thay đổi NPN của bạn, sử dụng cặp darlington hoặc sử dụng N-MOSes.

TIP41C có mức tăng tối thiểu là 15. Dải LED thấp (ish) là 4,8W mỗi mét - đó là 400mA. Mặt khác, ESP8266 có dòng GPIO tối đa là 12mA. Nếu bạn thực hiện các phép tính 12mA / (400mA / 15/3), bạn sẽ có chiều dài tối đa là 1,35 mét.

Tôi đã lấy các giá trị cực trị - IRL nó sẽ hoạt động với khoảng 2 đến 2,5 mét (7 đến 8 feet) một dải đèn LED nhưng chỉ có thế.

Đối với câu hỏi thực tế của bạn - bạn đã có hai câu trả lời hay, vì vậy tôi sẽ không lặp lại chúng.

— Jan Dorniak
nguồn