Расчет резистора для базы транзистора: Расчет резистора в транзисторном ключе — Полезное — Smart SMaC

Расчет элементов схемы, обеспечивающих ее работу при токе нагрузки 12 мА, страница 2

Исходные данные:

Еп=24в

β=25

Краз=12

Iн=12мА

Для расчета используем микросхему К155ЛА3

Ее номинальные параметры:

Тип Элемента
К155ЛА3

Константы используемые в расчете схемы:

    

Тепловой потенциал мВ

Расчет схемы:

1) Расчет токов на транзисторе VT4:

Ток коллектора:

Ток базы:

Ток эмиттера:

2) Расчет сопротивления R_Н:

Выбираем сопротивление из ряда Е24:

Расчет мощности этого резистора:

3) Расчет сопротивления R_4:

Выбираем сопротивление из ряда Е24:

Расчет мощности этого резистора:

4) Расчет сопротивления R_5:

R₅ нужен для того, чтобы при открывании транзистора VT6 протекал такой ток, чтобы транзистор не вышел из строя, выбираем его примерно

R₅ =150 Ом

Проверка правильности выбора резистора 

R₅:

Условие выполняется, следовательно резистор подобран правильно.

5) Расчет токов на транзисторе VT6:

Ток коллектора:

Ток базы:

Ток эмиттера:

6 )Расчет тока I

_R8:

Так как ток проходящей через резистор R₇ создает падение напряжение, если убрать из схемы резистор R₈, то падение напряжение , и транзистор может открыться, чтобы этого не допустить, нужно ставить резистор R₈ для того чтобы уменьшить падение напряжение  и ток проходящий через него составлял не менее чем 20%I_б7.

7) Расчет сопротивления R

₈:

Выбираем сопротивление из ряда Е24 таким, чтобы обеспечить надежное запирание транзистора

VT5.

По рассчитанному значению выбираем резистор с номинальным сопротивлением

Расчет мощности этого резистора:

По мощности выберем резистор, это резистор С2-23.

Номинальная мощность  —

8) Проверка условия запирания транзистора VT6

при насыщенном состоянии транзистора VT5:

Пусть , тогда

из проверки условия видно что, транзистор открыт.Поэтому подбираем резистор, таким образом, чтобы условие    выполнялось.

9) Расчет тока I_R7 и сопротивления R₇

:

Аналогично из предыдущего, из ряда Е-24 выбираем резистор с номинальным сопротивлением.

Расчет мощности этого резистора:

По мощности выберем резистор, это резистор С2-23.

Номинальная мощность  —

10) Проверка правильности выбора резисторов:

(По рисунку)

При  

Расчет тока I_R7

Напряжение

При  

Расчет тока

Расчет напряжения

Результаты проверки показывают, что транзистор VT5 при  закрыт, а при  транзистор открыт.

11) Расчет тока I_R3:

Для определения I_R3 зададим сопротивление для ограничения тока коллектора. Транзистор VT3 открыт, транзисторы VT2 и VT5 –закрыты.

(По рисунку 2)

Напряжение на диоде VD:  

12) При  определим токи и сопротивление R₆ на транзисторе VT5.

Из предыдущей схемы на выходе схемы логический ноль на базе транзистора VT5 должная быть логическая единица.

(По рисунку 3)

Расчет тока I_R7:

 

Расчет тока коллектора I_К5:

Расчет тока базы I_б6:

Расчет тока на резисторе

R₆:

Расчет сопротивления R₆:

13) Расчет тока эмиттера на транзисторе VT2:

14) Расчет тока I_R2  и сопротивления R₂ на транзисторе VT2:

(По рисунку 4)

 или

Расчет тока базы транзистора VT2:

 

15) Расчет токов и  сопротивления R₁ и на транзисторе VT1:

(По рисунку 5)

Расчет тока базы транзистора VT1:

Расчет сопротивления R₁:

16) Расчет и построение выходной характеристики:

(По рисунку 6)

Условие перехода из активного режима в режим насыщения

При

 

17) Расчет и построение входной характеристики:

(По рисунку 7)

18) Выбор транзистора:

Выбираем транзистор малой мощности по максимальному току  коллектора (I_Н)

, подходит транзистор КТ396А9

Его номинальные параметры:

Тип элемента
КТ396А9	40	10	100	100	30…250	0,5	2,100

Список литературы:

1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Дополнение первое: справочник. – М.: Рикел, Радио и связь, 1994. – 232с.: ил.
2. Резисторы:  Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четвертакова и В.М. Терехова. – 2-е изд., перераб. и дор. – М.: Радио и связь, 1991. – 528с.: ил.
3. Микросхемотехника: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.: ил.
4. Расчет элементов цифровых устройств: Учебное пособие/ Л.Н.Преснухин, Н.В. Воробьев, А.А. Шишкевич; Под ред. Л.Н. Преснухина. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1991. – 526 с.: ил

Расчет резистора для транзистора

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны. Транзистор с n — p — n переходом. Предназначен для использования в радиовещательной аппаратуре. На семействе выходных характеристик транзистора построим нагрузочную прямую по постоянному току.

Поиск данных по Вашему запросу:

Расчет резистора для транзистора

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Биполярный транзистор
• Расчет ключевого PNP транзистора
• Установка режимов работы транзисторов
• Работа транзистора в ключевом режиме
• Токоограничивающий резистор в базе транзистора
• Транзистор и биполярный транзистор, расчёт транзисторного каскада

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №1.

Напряжение и ток. В чем разница?

Биполярный транзистор

В предыдущей статье мы разбирались с основами усилителей, немного было сказано о том, что такое обратная связь и коэффициент усиления. Был приведен расчет схемы на операционном усилителе. Теперь мы готовы заглянуть чуть глубже, чтобы понять основы основ. Транзистор можно представить в виде переменного сопротивления.

Положение регулятора зависит от тока подаваемого на базу. Если ток не подается, сопротивление перехода коллектор-эмиттер очень большое. При подаче на базу небольшого тока, сопротивление переменного резистора уменьшится, и по цепи К-Э потечет ток в h31 раз больше тока базы. h31 это величина коэффициента усиления транзистора, находится по справочнику. Если ток базы постепенно увеличивать, то сопротивление перехода будет постепенно уменьшаться, до тех пор пока не станет близким к нулю.

В этот момент транзистор будет полностью открыт, именно этот режим мы и рассматривали в статье про подключение нагрузки при помощи транзистора. Теперь разберемся с усилением. Дело в том, что h31, имеет довольно большой разброс для одного типа транзистора может находиться в пределах от до Так же, он зависит от температуры.

Поэтому, существует типовая схема усиления, которая учитывает все эти недостатки. Но для общего развития стоит рассказать какие они вообще бывают. Вспомним что мы представляли усилитель, как черный ящик — две ножки вход и две выход.

В случае с транзистором, одна из ножек будет постоянно общей для входа и для выхода. В зависимости от этого транзистор может быть включен по схеме с общем базой, с общим коллектором и общим эмиттером. Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки. Наша цель рассмотреть включение по схеме с общим эмиттером, потому что данная схема позволяет усилить и ток, и напряжение. На самом деле, информации с расчетом схемы с общим эмиттером в интернете полно, но на мой взгляд, она не годится для человека, который с трудом представляет себе как выглядит транзистор.

Здесь мы будет рассматривать максимально упрощенный вариант, который позволит получить весьма приближенный, но, нам мой взгляд, понятный результат. Поэтому постараемся шаг за шагом разложить все по полочкам. Реальный транзистор имеет несколько особенностей, которые нужно учитывать при разработке схемы. Например, если сигнал маленькой амплитуды подать на базу, то на выходе ничего не будет — транзистор просто напросто не откроется.

Для того, чтобы на выходе появился сигнал, его нужно приоткрыть, то есть подать на базу напряжение смещения, порядка 0,7В. Обычно это напряжение подается при помощи делителя напряжения. На номиналы резисторов пока не обращаем внимание, расчет будет чуть дальше. Следующий момент, когда транзистор будет открываться, то по цепи коллектор-эмиттер потечет ток, причем когда транзистор будет полностью открыт, то ток будет ограничен только источником питания.

Поэтому транзистор может сгореть. Величина максимального тока приводится в справочнике, поэтому для ограничения тока в цепь коллектора ставится токоограничивающий резистор как для светодиода. Осталось добавить резистор в цепь эмиттера. Смысл его в том, что когда под влиянием окружающей температуры напряжение на выходе изменяется, изменяется и ток коллектора. Так как ток коллектора и эмиттера одинаков, то и на эмиттерном резисторе изменяется напряжение.

Таким образом транзистор сам себя регулирует, не давая напряжению изменяться под действием внешних факторов, то есть эмиттерный резистор играет роль отрицательной обратной связи. Поэтому эмиттерный резистор, кроме того, за счет обратной связи, позволяет контролировать величину коэффициента усиления схемы. Отношение сопротивления коллекторного резистора к эмиттерному, примерно, является коэффициентом усиления Ku. Любой источник сигнала имеет свое внутреннее сопротивление, поэтому для того чтобы ток от внешнего источника VCC не протекал через источник V1 ставят блокировочный конденсатор С1.

В итоге мы получили схему усилителя с общим эмиттером. Теперь, задача рассчитать его. Пусть дан источник сигнала 50mV, который нужно усилить примерно в 10 раз. Чтобы не было искажения сигнала, на базу необходимо подавать напряжение смещения, то есть транзистор должен быть постоянно приоткрыт, поэтому даже при отсутствии сигнала на входе, по цепи коллектор-эмиттер постоянно будет протекать ток. Этот ток называется ток покоя, его рекомендуемая величина мА.

Остановимся на 1мА. Теперь нужно выбрать резисторы R3 и R4, Их величина будет определять ток покоя, но необходимо учесть, что транзистор не сможет усиливать напряжение ниже 0,7В, поэтому сигнал на выходе обычно колеблется относительно некоторой точки, в качестве которой обычно выбирают половину напряжения питания. Поэтому половина напряжения должна падать на этих резисторах, а вторая половина будет падать на транзисторе.

Требуемый коэффициент усиления 10, то есть R3 должен быть больше R4 в 10 раз. Напряжение Uбэ типовое для всех транзисторов, находится в пределах 0,,7В. Чуть меньше ожидаемого, но в целом неплохо. И еще один момент, на графиках видно, что сигнал, как уже говорилось, смещен относительно нуля, убрать постоянную составляющую можно поставив на выход конденсатор.

Так же обратите внимание, что усиленный сигнал смещен относительно входного на градусов. Будьте любезны,подскажите пожалуйста,как скинуть сюда какое либо изображение? Мог бы скинуть фото или рисунок своей схемы,для понятия обоих сторон. Вот эту ссылку выделить,потом посмотреть можно в Яндексе,там обсуждалась эта схема.

Только без понижающего трансформатора,пытаюсь собрать,параметры конечно тоже другие,как ранее описал. Вставлять обычными html тегами. По поводу самой схемы уровень сигнала подстраивается r2, r4, r6, но вопрос скорее не в этом. Так в чем тогда? В этой схеме транзисторы прямой проводимости,а D обратной. А сопротивления база коллектор,пока еще нет. Вот и пытаюсь у Вас как у специалиста спросить,возможен ли он там?

Быть может собрать эту схему на кт,с нее выход подать на D Пробовал кт ,это составной транзистор,но почему то не пошло ничего. Тут нет места гаданиям. По Вашим фразам можно понять, что Вы не представляете, что есть на входе и что должно получиться на выходе, отсюда и все проблемы. Составьте для себя максимально подробное тз, какой сигнал должен быть на входе, какой сигнал должен быть на выходе, какие частоты должны проходить, какие не должны.

Ответы на эти вопросы, кроме Вас никто не знает. Когда Вы самостоятельно дадите ответы, тогда еще раз прочитайте статью и все остальные вопросы отвалятся. Останется практическая часть. Берёте генератор, подаете на вход сигналы нужной частоты, смотрите осциллографом уровень сигнала до и после транзистора.

Подстраиваете уровни. И наверняка не нужно сразу лепить В, заведите сначала на каких нибудь лампочках для фонарика, это существенно облегчит задачу. Привлекла одна из них,это прометей Выходит да,нужно спаять схему на более низкое напряжение,потом с нее подать на выходные транзисторы,которые задумал поставить. Низковольтные схемы цветомузыки чем не заинтересовали меня. У них для того чтобы осветить экран хотя бы по 4 лампочки на канал,нужен такой большой и мощный трансформатор.

Вот и зародилась такая идея. Ведь технологии не стоят на месте. Сейчас стали более доступны мощные транзисторы. А светодиодная работа,тоже не подходит. У них режим работы не тот что у лампочек накаливания.

Про тиристоры и не буду писать. Так что большое спасибо. А цветомузыка это всегда работа раздумий,а не изготовление шаблонов. Ведь творишь искусство,рисования музыки на экране. А не простые всполохи того или иного цвета. И еще на всякий случай,посоветуйте на Ваш вкус какую либо схему. Очень рад общению. Конденсатор и резисторы, по схеме находятся последовательно, поэтому образуют фильтр частот. R2 R1 это эквивалентное сопротивление цепочки делителя.

Отличная статья,не могли бы Вы добавили статью по расчету схемы для подключения низкоомной нагрузки поряка Ом. Подскажите какой ток покоя транзистора надо задавать для усилителя клас А 10 Вт с сопротивлением нагрузки 32 Ом? Зарание спасибо за ответ. Михайло, здесь я не советчик, так как не занимаюсь усилителями. На вскидку, кто то рекомендует делать его в раз меньше тока нагрузки, кто то рекомендует находить его из графиков транзисторов.

Отличная программа. За очень понятное описание на пальцах большое спасибо автору! Ребятки подскажите мне вот что. В протеусе что бы открыть транзистор биполярный, нужно на базу подавать столько же напряжения, сколько необходимо пропустить.

Расчет ключевого PNP транзистора

Отправить комментарий. Сопротивление резистора в цепи эмиттера. Схема усилителя показана на рисунке1. На рисунке 2 а показано семейство выходных вольт амперных характеристик биполярного транзистора подключенного по схеме с общим эмиттером.

транзистор. Расчёт транзисторного каскада. Отличие от переменного резистора в том, что транзистор управляется слабым током.

Установка режимов работы транзисторов

Хотя транзисторные коммутационные схемы работают без смещения, для аналоговых схем работать без смещения — это необычно. Обратите внимание на отсутствие резистора смещения базы в этой схеме. В этом разделе мы рассмотрим несколько базовых схем смещения, которые могут устанавливать выбранное значение тока эмиттера I Э. Учитывая величину тока эмиттера I Э , которую необходимо получить, какие потребуются номиналы резисторов смещения, R Б , R Э и т. В простейшей схеме смещения применяется резистор смещения базы между базой и батареей базы V смещ. Использовать существующий источник V пит , вместо нового источника смещения, — очень удобно. Обратите внимание на резистор между базой и клеммой батареи. Подобная схема показана на рисунке ниже. Напишите уравнение закона напряжений Кирхгофа для контура, включающего в себя батарею, R Б и падение напряжения V БЭ на переходе транзистора, на рисунке ниже. Обратите внимание, что мы используем обозначение V смещ , хотя на самом деле это V пит.

Работа транзистора в ключевом режиме

Пытаюсь рассчитать резисторы. Я поставил в базу резистор на 15КОм и радиус действия ИК передатчика стал 10 см, затем поставил 1КОм и радиус стал несколько метров, что приемлемо. Через слишком большой резистор медленно перезаряжаются всевозможные паразитные емкости. И чем он больше, тем медленнее они перезаряжаются.

В предыдущей статье мы разбирались с основами усилителей, немного было сказано о том, что такое обратная связь и коэффициент усиления. Был приведен расчет схемы на операционном усилителе.

Токоограничивающий резистор в базе транзистора

С развитием электронной импульсной техники транзисторный ключ в том или ином виде применяются практически в любом электронном устройстве. Более того, преимущественно количество микросхем состоят из десятков, сотен и миллионов транзисторных ключей. А в цифровой технике вообще не обходятся без них. В обще современный мир электроники не мыслим без рассмотренного в данной статье устройства. Здесь мы научимся выполнять расчет транзисторного ключа на биполярном транзисторе БТ.

Транзистор и биполярный транзистор, расчёт транзисторного каскада

Собственно вопрос. Как рассчитывается номинал резистора R1 между МК и Т1? Точнее какие параметры в данном случае принимаются во внимание? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. В режиме с общим эмиттером, в коллекторе транзистора должна быть нагрузка, которая потребляет определённый ток. Чтобы транзистор открылся полностью, ток базы должен быть в КУ раз меньше или немного побольше. Вам нужно в нагрузке, включенной в цепь коллектора, получить некоторый ток Iк.

Расчет резисторов цепи базового делителя. 0,28 – 0,22 = 0, 06 В. Тогда входное сопротивление транзистора по переменному току.

Добрый день. Раз общественность просит схем и расчетов я так полагаю и некая наглядность подразумевается, как форма для лучшего восприятия позволю себе дать автору непрошеный совет. Вот особенно если MathCad вам не чужд полезная онлайн штуковина в простонародье Smath Studio , а уж если вы воспользуетесь вот этим замечательным инструментом, то последующие статьи, а может и эта если не лень немного доработать станут весьма внушительнее и интерактивней. Мой совет — почитайте несколько даташитов хороших на драйвера, далеко не у всех достаточное выходное сопротивление, плюс прикиньте мощность и как корпус драйвера сможет её рассеять.

Я создаю схему с инфракрасным светодиодом и транзистором, подключенным к булавке gpio. В настоящее время я использую 5v с резистором 40 Ом четыре резистора 10 Ом , но я не уверен, какой резистор должен быть включен на транзистор. Единственный транзистор, который у меня есть, это PN, это будет работать, и какой резистор мне использовать? В вашем вопросе недостаточно информации, чтобы дать окончательный ответ, но давайте рассмотрим этапы проектирования, чтобы вы не только смогли разобраться в этом, но могли бы быть лучше подготовлены для решения следующего вопроса о транзисторе, который возникает вы.

Для хорошей работы устройства, собранного на транзисторах, необходимо чтобы на их электроды было подано определенной величины и полярности постоянное напряжение.

Выбираем для резистора R2 ориентировочное значение Ом и выполняем его уточнение расчетом. Тогда входное сопротивление транзистора по переменному току. В итоге сопротивление R2 более чем в 4 раза превышает входное сопротивление транзистора, не шунтирует входной сигнал и может быть принято равным 1,3 кОм. По ряду Е48 ближайшее к расчетному значению сопротивление 9,53 кОм, но для практики вполне приемлемым является резистор сопротивлением 9,1 кОм по ряду Е Такой емкостью обладают электролитические конденсаторы. По справочнику выбираем их тип, например конденсаторы К По расчетам напряжение в цепи базы не превышает 1,21 В, а в цепи эмиттерного резистора 0,99 В.

Anonymous comments are disabled in this journal. Your IP address will be recorded. Log in No account?

напряжение — расчет значения базового резистора

спросил 5 лет, 1 месяц назад

Изменено 5 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Я порылся в интернете, но там столько противоречивых советов, как найти номинал нужного резистора между базой транзистора и микроконтроллером. Я в полной растерянности на данный момент.

Микроконтроллер, который я использую, представляет собой коммутационную плату ESP8266 от Adafruit, а транзисторы — TIP41C.

Вот схема:

• напряжение
• транзисторы
• резисторы
• светодиодная лента

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Сначала необходимо определить максимальный ток коллектора, который транзистор должен поддерживать во включенном состоянии.

Разделите этот ток коллектора на коэффициент усиления транзистора, чтобы получить минимальный требуемый ток базы. Усиление биполярного транзистора зависит от рабочей точки, поэтому вам нужно внимательно изучить техническое описание, чтобы увидеть, какое значение усиления вы можете принять при максимальном токе коллектора.

Зная минимальный требуемый базовый ток, найти сопротивление базы можно с помощью закона Ома. Переход BE транзистора выглядит как диод в цепи управления. Подумайте, оно упадет примерно на 700 мВ, когда протекает базовый ток. Вычтите это из высокого логического уровня, чтобы найти напряжение на базовом резисторе. По закону Ома сопротивление равно напряжению, деленному на силу тока.

Помните, что этот расчет основан на минимальном требуемом базовом токе. Это означает, что результатом является максимально допустимое базовое сопротивление. Обычно хорошо округлить сопротивление на одно или два стандартных значения, чтобы оставить некоторый запас.

Теперь, когда вы выбрали базовое сопротивление, действуйте в обратном порядке, чтобы найти фактический базовый ток, и убедитесь, что цифровой выход может его передать. Если нет, то этот транзистор в этой схеме не будет работать.

Итак, почему бы не использовать полевой транзистор? Кажется, вам нужно всего лишь переключить 12 В. Похоже, что IRLML2502, например, здесь прекрасно сработает. Тогда вам вообще не нужен базовый резистор. Падение напряжения во включенном состоянии также будет меньше.

\$\конечная группа\$

13

\$\начало группы\$

Транзистор NPN представляет собой усилитель тока, он позволяет току, протекающему между коллектором и эмиттером, в hFe раз превышать ток, протекающий от базы к эмиттеру. это позволяет контролировать ток через коллектор, контролируя ток, протекающий через базу.

Если вы хотите использовать NPN-транзистор в качестве усилителя тока, вам потребуется базовый ток Ib, равный току коллектора Ic, деленному на hFe транзистора, указанному в таблице данных, поэтому

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

Если транзистор используется в качестве усилителя тока, он не сможет полностью притянуть напряжение к земле, для этого у вас есть быть в области работы транзистора, где вы допускаете достаточный ток, хотя и относительно, чтобы позволить транзистору полностью включиться. то, как вы это делаете, заключается в том, что вы увеличиваете базовый ток в 5 раз, поэтому теперь уравнение для использования биполярного транзистора в качестве ключа принимает вид

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

Теперь вы знаете необходимый базовый ток, если знаете ток, необходимый для включения по пути коллектор-эмиттер.

теперь вы можете рассчитать необходимый резистор, если знаете напряжение питания

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

напряжение базового диода обычно \$V_d=0,66В\$.

В заключение

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

Масштабирование с коэффициентом 5 является просто эмпирическим правилом, но вы всегда можете проанализируйте из таблицы данных, сколько тока вам нужно через базу, чтобы включить его.

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Рискну уйти от темы — поменяйте NPN, используйте пару Дарлингтона или используйте N-MOS.

TIP41C имеет минимальный коэффициент усиления 15. Низкая (близкая) светодиодная лента составляет 4,8 Вт на метр — это 400 мА. С другой стороны, ESP8266 имеет максимальный ток GPIO 12 мА. Если вы сделаете расчеты 12 мА/(400 мА/15/3), вы получите максимальную длину 1,35 метра.

Я взял крайние значения — в реальности он должен работать со светодиодной лентой длиной примерно от 2 до 2,5 метров (от 7 до 8 футов), но это все.

На ваш вопрос — у вас уже есть два хороших ответа, поэтому я не буду их повторять.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

arduino — Нужна помощь в расчете сопротивления базы транзистора

спросил 9 лет, 4 месяца назад

Изменено 5 лет, 3 месяца назад

Просмотрено 37 тысяч раз

\$\начало группы\$

У меня есть 3 автомобильных реле 12 В постоянного тока / 40 А (техническое описание), которые я хочу использовать с моим Arduino. Основываясь на учебнике, которому я следую (ссылка), мне нужны транзистор, резистор и диод. Я не инженер-электрик, поэтому я не уверен в деталях и расчетах, которые я сделал.

Для начала сопротивление катушки реле составляет 90+-10% Ом по паспорту. Итак, я приступаю к расчету текущего потока.

Напряжение=Сопротивление*Ток

Ток=Напряжение/Сопротивление

Ток=12В/90

Ом Ток = 133 мА

Для транзистора я могу взять 2N3904 или 2N4401. На данный момент я должен рассчитать сопротивление базы транзистора. В учебнике это выглядит следующим образом:

.

hfe = Ic / Ib

Ib = Ic / hfe

Ib = 0,03 A / 75 Ib = 0,0004 A => 0,4 ​​мА

R1 = U/фунт

R1 = 5 В / 0,0004 А

R1 = 12500 Ом

В техническом описании

2N3904 указано, что H(fe) составляет 30–300, когда lc = 100 мА (у меня 130 мА) и Vce = 1 В. На данный момент я понятия не имею, что происходит, поэтому мне нужна помощь.

Редактировать: Вот что у меня получилось. RLY1 на картинке 12VDC/40A (ссылка)

• arduino
• транзисторы
• ток
• резисторы
• реле

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Давайте проектировать для худшего случая, это хорошая практика.

\$Ic = 133\text{мА}\$

\$h_{FE} = 30\$ # согласно спецификации минимум 30, обычно намного лучше; @Ic=100 мА

Теперь вы можете рассчитать Ib:

\$I_b = \dfrac{I_c}{h_{FE}} = \dfrac{133\text{мА}}{30} = 4,43\text{мА}\$

\$V_{BE,SAT} = 0,95\$ # техническое описание, ближайшее соответствие 50 мА. Максимальное значение, практическое значение, вероятно, намного ниже (0,65 В)

Теперь давайте рассчитаем базовое последовательное сопротивление. Это равно напряжению на резисторе, деленному на ток через него. Ток через резистор такой же, как и базовый ток. Напряжение на нем представляет собой напряжение на шине (5 В), уменьшенное на напряжение база-эмиттер транзистора V(CE,sat).

\$R_B = \dfrac{U_{R_b}}{I_b} = \dfrac{V_{CC} — V_{BE}}{I_B} = \dfrac{5 — 0,95}{4,43/1000} = 913\ Omega\$

Со всеми наихудшими инженерными решениями, на этот раз давайте просто округлим до ближайшего значения резистора E12 1 кОм (или 820 Ом для наихудшего случая, он будет работать с любым из них).

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Вы правы в том, что обмотке реле требуется номинал 133 мА. Однако это не худший случай, и предполагается, что на катушку подается напряжение 12 В. Тем не менее, это хорошее место для начала, а позже мы все равно добавим коэффициент 2.

Предположим, минимальный гарантированный коэффициент усиления транзистора, который вы будете использовать, равен 50. Это означает, что ток базы должен быть не менее 133 мА / 50 = 2,7 мА. Если ваш цифровой выход составляет 5 В, то на базовом резисторе будет около 4,3 В с учетом падения напряжения транзистора. 4,3 В / 2,7 мА = 1,6 кОм. Чтобы оставить запас, используйте примерно половину этого значения. Обычное значение 820 Ом должно быть хорошим.

Теперь проверьте, что должен подавать цифровой выход. 4,3 В / 820 Ом = 5,2 мА. Многие цифровые выходы могут быть источником этого, но вам нужно убедиться, что ваш может. Если это невозможно, вам нужна другая топология.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Поскольку вы используете транзистор в конфигурации с насыщенным переключением, допустимо, если вы подаете в деталь больший ток базы, чем фактически требуется для величины тока коллектора, который вы намереваетесь пропустить через устройство от катушки реле.

Это практический предел максимального тока базы, который вы можете подавать в случае 2N3904/2N4401. Этот предел не всегда явно указывается в спецификациях деталей, но я могу сказать вам по опыту, что он находится в диапазоне 5-> 6 мА.

Для схемы переключения вы можете запланировать минимальное гарантированное значение Hfe плюс запас. Итак, скажем, вы выбрали 25 как наихудший вариант работы Hfe. При требуемом токе коллектора 133 мА и Hfe 25 рабочий ток базы составит 5,32 мА. Кажется, это нормально для этих типов транзисторов.

Судя по всему, вы собираетесь питать базу от сигнала 5В. При номинальном напряжении Vbe 0,7 В падение напряжения на базовом резисторе составляет 4,3 В. Сопротивление предельному току до 5,32 мА при 4,3 В составляет примерно 800 Ом. Используйте стандартный базовый резистор 820 Ом.

Последнее примечание. Если вы управляете этим напрямую с выходного контакта MCU, MCU может быть не в состоянии получить 5,32 мА при выходном уровне 5 В. Таким образом, выход MCU упадет с 5 В. Это немного уменьшит базовый ток, но, поскольку мы рассчитали с использованием наихудшего случая Hfe, релейный привод по-прежнему будет работать для большинства транзисторов, которые вы возьмете из сумки.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Безусловно, вы можете подавать на базу транзистора больший ток, чем это предусмотрено требованиями к току коллектора и \$h_{fe}\$. На самом деле вам обычно это необходимо — это гарантирует, что при всех нормальных условиях работы схема будет продолжать работать должным образом.

Тем не менее, существуют ограничения — в паспорте транзистора может быть указано, что абсолютный максимальный ток базы составляет, скажем, 50 мА — на самом деле вам не нужно подниматься так высоко, если требования к току коллектора и \$h_{fe}\ $ подразумевают 50 \$\mu A\$. Так что выбирайте 500 \$\mu A\$. Скорее всего, это покроет все возможные варианты.

Однако вам нужно выяснить, может ли схема, управляющая базой, непрерывно подавать ток, который вы выберете. Опять же, лист данных сообщит вам, и вы не хотите подходить слишком близко к этому числу, иначе вы можете снизить надежность чипов.

Есть еще одно соображение. Многие устройства CMOS заявляют, что максимальный выходной ток составляет (скажем) 20 мА, НО они также указывают максимальный ток мощности (скажем) 100 мА. Это нормально, если микросхема управляет тремя выходами, но что, если микросхема представляет собой восьмеричный буфер. Реально проверьте выходной ток на контакт И дважды проверьте ток источника питания — может быть ограничение на это, которое не позволяет всем контактам o / p выталкивать 20 мА.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ib = Ic / hfe (Fine)

Ib = 0,03 A / 75 Ib = 0,0004 A => 0,4 ​​мА

Хммм! Ic = 0,13 А, а не 0,03, и я бы взял hfe равным примерно 50, а не 75 (обычно транзисторы с малым сигналом имеют по крайней мере этот коэффициент усиления) Это дает Ib = 0,0026 или 2,6 мА

Для входа 5 В падение напряжения на входном резисторе будет 5 — 0,6 В = 4,4 В (помните, что падение напряжения база-эмиттер должно составлять около 0,6 В, прежде чем транзистор откроется).