ШИМ с ТРАНЗИСТОРОМ на гибкой светодиодной нити

Question

ШИМ с ТРАНЗИСТОРОМ на гибкой светодиодной нити

Я хотел бы создать индивидуальное освещение с возможностью ШИМ, работающее от батареи. Я хотел бы использовать гибкие светодиодные нити, и, поскольку они потребляют более 40 мА, я не могу использовать их непосредственно на плате. Я нашел ссылку, объясняющую использование транзистора MOSFET для затемнения светодиодов. Таким образом, мне нужен транзистор с источником питания 5 В и входом напряжения 5 В.

Проблема в том, что я не могу найти ни одного транзистора, соответствующего этим характеристикам. Я также заметил, что у них есть радиатор, а это значит, что им нужно рассеивать тепло, и поэтому они не энергоэффективны (что мне не нравится). Я что-то упустил?

Любая помощь будет оценена, спасибо!

@BruceWawe, 👍1

Обсуждение

ищите схемы привода двигателя постоянного тока или схемы привода реле... примеров много, @jsotola

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 0

Добро пожаловать! Вам не хватает некоторой информации. Транзистор будет работать, но вы потеряете около 0,7 Вольт, когда он включен. Это напряжение, умноженное на ток, скажет вам, сколько ватт необходимо для рассеивания. Технический паспорт даст вам всю эту информацию. Транзистор является устройством, управляемым по току, поэтому номинального напряжения базы не будет. Вы можете определить ток для базы, разделив ток нагрузки на HFE, а затем добавив бит.

Подключение более 20 мА к контактам порта, особенно более 1, может привести к выходу из строя Arduino. Удивительно, что светодиод также является устройством тока, поэтому вам нужно ограничить ток в нем. Это легко сделать с помощью резистора.

МОП-транзистор был бы самым простым решением. Поместите резистор, возможно, 10K от контакта порта к земле. Причина в том, что контакты порта плавают с момента включения питания до тех пор, пока ваше программное обеспечение не определит и не установит уровень. Затем подключите порт Arduino к затвору MOSFET, источник которого заземлен. Подключите светодиод(ы) к стоку и поместите резистор последовательно со светодиодом и напряжением +. Это может быть 12 вольт или что угодно. Вам нужно будет подобрать токоограничивающий резистор для светодиода(ов) соответствующим образом и убедиться, что номинальное напряжение полевого МОП-транзистора как минимум на 10 % выше, чем напряжение.

Есть отличная книга под названием «Поваренная книга Arduino». Если вы ее прочтете, вам будет очень полезно.

25 ноя 22, @Gil

Хотя МОП-транзисторы управляются напряжением, а биполярные транзисторы управляются током., @chrisl

Привет, спасибо за ваш ответ! Я действительно был немного смущен насчет транзисторов. Когда я ищу полевой МОП-транзистор с определенными характеристиками, я зашел на этот веб-сайт [инструмент ROHM] (https://www.rohm.com/calculators/digital-transistor-selection-tool) и заполнил спецификации, и там написано «напряжение питания». Это правильный способ поиска MOSFET?, @BruceWawe

@*chrisl* · Accepted Answer · 2022-11-26 11:09-00:00

Вы не можете найти полевой МОП-транзистор с таким точным номиналом, потому что транзисторы можно использовать со всеми напряжениями в определенных пределах. Большинство полевых МОП-транзисторов можно использовать с более высокими напряжениями, чем 5 В.

Что вам нужно, так это полевой МОП-транзистор логического уровня, что означает, что он будет находиться в состоянии насыщения (т. е. полностью включен) при типичном логическом уровне 5 В на его затворе. В техническом описании полевого МОП-транзистора вы найдете диаграмму, показывающую ток стока в зависимости от напряжения затвор-исток. На вашем логическом уровне (в данном случае 5 В) вы хотите, чтобы кривая приближалась к плато.

Еще одним важным значением является R_DS(on). Это сопротивление MOSFET во включенном состоянии. Чем ниже сопротивление, тем ниже будут потери мощности на нагрев.

Я также заметил, что у них есть радиатор, что означает, что они должны рассеивать тепло, и поэтому они неэффективны (что мне не нравится).

Каждый МОП-транзистор рассеивает часть энергии в виде тепла, поскольку ни один МОП-транзистор не может иметь R_DS(on), равный нулю. Типичная заслонка радиатора предназначена для отвода тепла для поддержания температуры полевых МОП-транзисторов в указанном диапазоне даже при потреблении максимального указанного тока. В техническом описании полевого МОП-транзистора есть раздел с максимальными номиналами. Там вы должны увидеть максимальный ток стока I_D с соответствующими требуемыми температурами. Например, взгляните на это техническое описание полевого МОП-транзистора со случайным логическим уровнем от mouser. . Нет данных о том, насколько сильно нагревается корпус при определенном токе, так как это зависит от окружения, но в техническом описании указано, что он будет поддерживать до 80 А при температуре корпуса до 25°C.

Также указано, какую электрическую мощность он может рассеять вместе с корпусом: P_D. Вы должны посмотреть, какой ток вам нужен для вашей светодиодной нити. Вы можете рассчитать рассеиваемую мощность с помощью P = R * I² (P — это мощность, R — сопротивление R_DS(on), а I — ток через МОП-транзистор).