Mạch điện không đổi với bóng bán dẫn / MOSFET so sánh thiết kế

Có một vài thiết kế ngoài kia cho các thiết bị hiện tại không đổi, nhưng hầu hết chúng đều sử dụng một con chip nhất định. Tôi đang tìm cách để xây dựng nguồn cung hiện tại liên tục của riêng tôi từ các bộ phận mà tôi có sẵn. Mục đích là để điều khiển đèn LED RGB với 10W (10-12V, 350mA).

Vì tôi không có kinh nghiệm nào về điện tử (bài giảng cuối cùng ~ 7 năm trước), tôi muốn chạy hai thiết kế khác nhau của các bạn.

Đầu tiên là một cái tôi đã lấy thẳng từ đây nhập mô tả hình ảnh ở đây

Và cái thứ hai tôi tìm thấy là cái này ở đây . Thật thú vị khi tôi có một người lái xe Darlington xung quanh. Tôi đã sửa đổi một chút mạch theo cách mà R1 không được kết nối với nguồn điện chính (so sánh Hình.6 trong tài liệu được liên kết) nhưng được điều khiển bởi cổng Arduino Arduino.

Điều này có thể xảy ra hay tôi cần nhiều bộ phận hơn để hỗ trợ PWM?

Làm thế nào để bạn nghĩ rằng hai mạch so sánh? nhập mô tả hình ảnh ở đây

Ps: Số phần được CircuitLab đưa vào, vì vậy xin đừng quá chú ý đến chúng. Tôi chắc chắn sẽ sử dụng các phần khác nhau và sẽ tham khảo bảng dữ liệu của họ trước.

BIÊN TẬP

Sau một thời gian, bây giờ tôi đã thực sự xây dựng mạch một (với MOSFET). Tôi cũng đã thêm bộ lọc Low-pass để kết nối tín hiệu âm thanh. Cùng với một Arduino làm trình điều khiển cho đèn LED RGB, ánh sáng dao động theo nhịp nhạc.

Tôi đã xây dựng mạch điều khiển hiện tại không đổi từ ba lần trên cho R, G và B
Đầu vào được kết nối với ba chân PWM của Arduino
Dựa trên Hướng dẫn của Jeremy Blum , tôi đã xây dựng một bộ lọc thông thấp đơn giản với 2 op-amps, một vài điện trở và mũ và một nồi trang trí.
Giờ đây, người ta có thể kết nối âm thanh được chia thành một singal cho loa và đầu vào cho op-amp. Các op-amps khuếch đại tín hiệu mà sau đó đi đến đầu vào chân tương tự Arduino
Với một số mã chạy trên Arduino, giờ đây tôi có thể kích hoạt ánh sáng dựa trên đầu vào tương tự
Tôi đã thêm một bộ điều chỉnh điện áp (LM7809) để giảm từ 12 V xuống 9V cho Arduino. Điều này không thực sự cần thiết, nhưng tôi đã có một cái và muốn thử nó :)

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi đã có một số thú vị khi xây dựng nó và bây giờ muốn đặt nó vào một cái đèn và thực hiện thêm một số mã hóa ...

led constant-current

— Martin H
nguồn

Trong cả hai trường hợp, R1 = 100K đều quá cao. Đối với MOSFET, có điện dung cổng có thể theo thứ tự 1 nF, điều này mang lại cho bạn hằng số thời gian là 100 chúng tôi, điều đó có nghĩa là nó sẽ chuyển đổi rất chậm. Đối với Darlington, điều đó có nghĩa là bạn chỉ có khoảng 32 uA ổ đĩa cơ sở. Ngay cả khi Darlington của bạn có mức tăng hiện tại là 10.000 (không chắc), điều này chỉ mang lại cho bạn 320 mA dòng thu.

— Dave Tweed

Tôi đã lấy giá trị điện trở 100K từ liên kết đầu tiên mà tôi đã đăng. Pin Arduino là tối đa 5V và 20mA, tôi nghĩ vậy. TIP110 NPN Darlington được sử dụng trong mạch thứ hai có mức tăng hiện tại là 2500. Điều này có nghĩa là dòng điện được cung cấp của tôi cần phải là 350mA / 2500 = 0,14mA? Điều này sẽ cho tôi giá trị điện trở là (5-0,7) V / 0,14mA ~ 30k Ohm. Điều này nghe có vẻ hợp lý hơn?

— Martin H

Không thật sự lắm. Trước hết, điện áp cơ sở của Darlington sẽ ở mức 1,8-2,1 V, tức là 3 V_be, không chỉ một. Thứ hai, không có gì sai khi vượt quá hệ số 10. Hầu hết dòng điện dư thừa sẽ bị cắt bởi Q1, điều này là tốt, bởi vì bạn không muốn bóng bán dẫn đó hoạt động ở cạnh dẫn điện. Điều đó sẽ làm cho dòng cơ sở của bạn là 1,4 mA và điện trở cơ bản phải ở khoảng (5V - 2.1V) / 1.4mA = 2100 ohms. Nếu bạn sử dụng 2200 ohms, 5%, điều đó sẽ ổn.

— Dave Tweed

@DaveTweed không chắc chắn sự chậm chạp thực sự là một vấn đề trong trường hợp MOSFET. 100ns là khá nhanh đối với bất kỳ loại đèn LED nào, và vì mạch này được thiết kế để vận hành M1 ở vùng hoạt động, nên không phải là nếu chuyển đổi, nó sẽ từ từ gây ra nhiều tổn thất chuyển đổi hơn.

— Phil Frost

@PhilFrost: Bạn đã nhận được 100 ns ở đâu? Trong mọi trường hợp, điểm của mạch là cho phép PWM thay đổi chu kỳ làm việc của dòng điện được điều chỉnh bởi hai bóng bán dẫn. Nếu MOSFET không thể bật hoặc tắt hoàn toàn đủ nhanh để tuân theo định dạng PWM, đơn giản là nó sẽ không hoạt động. 100 ns sẽ là một giá trị tốt cho hằng số thời gian, nhưng điều đó có nghĩa là điện trở cổng 100 ohm và dòng điện sẽ làm quá tải chân đầu ra của Arduino. Để giới hạn dòng điện cực đại đến 20 mA, điện trở cổng sẽ phải là 250 ohms, cho hằng số thời gian là 250 ns.

— Dave Tweed

Hai là thực sự giống nhau, chức năng. Cả hai đều hoạt động bằng cách điều chỉnh điện áp trên R2 đến khoảng 0,6V, những gì cần thiết để chuyển tiếp phân cực tiếp giáp cơ sở của Q1. Nếu điện áp trên R2 tăng vượt quá mức này, Q1 bắt đầu kéo xuống cổng / đế của bóng bán dẫn khác. Nhưng nó không thể làm điều này quá nhiều, khác là không có dòng điện trong R2 và không có gì để chuyển tiếp xu hướng phát xạ cơ sở của Q1. Do đó, mạch đạt được trạng thái cân bằng.

Ý tưởng là sau đó vì đèn LED và R2 nối tiếp, dòng điện của chúng bằng nhau. Nếu bạn có thể thực hiện 60mA trong R2.

Tất nhiên, điều này chỉ đúng, bởi vì R2 và đèn LED không chính xác trong loạt. Trong cả hai trường hợp, lỗi được đưa ra bởi các dòng cơ sở của một trong hai bóng bán dẫn. May mắn thay, mức tăng hiện tại là rất cao, vì vậy những lỗi này là không đáng kể. Tôi nghi ngờ có bất kỳ sự khác biệt thực tế giữa các mạch, vì vậy lựa chọn dựa trên những gì bạn có trong tay nghe có vẻ tốt với tôi.

$0.6V / 350mA = 1.71\Omega$ $0.6V \cdot 350mA = 0.21W$

— Phil Frost
nguồn

Bạn đúng về các giá trị điện trở. Tôi đã không chú ý. Tôi biết các tính toán công suất điện trở

— Martin H