Tranzistor jako "rozepínač"

PetrB
Příspěvky: 100
Registrován: 20 čer 2018, 13:39
Reputation: 0

Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od PetrB » 03 pro 2022, 14:34

Ahoj,
předesílám, že to není školní úloha, jenom snaha o realizaci zapojení tak, jak jsem si to vymyslel. V elektronice jsem celkem nepopsaný list, takže se předem omlouvám za případné nesmysly.
Mám led pásek o délce cca 3m, který běží na 12V a má spotřebu cca 3,6W/m, v mém případě tedy celkem 11W. K tomu je 3A/12V zdroj. Pásek bude ovládán spínačem, ale v obráceném gardu, tedy sepnutí=zhasnutí a rozepnutí=rozsvícení. Vím, že by to šlo řešit např pomocí relé (nebo i s využitím Arduina - dost velký kanón), ale já jsem se rozhodl to v rámci sebevzdělávání realizovat za pomoci tranzistoru/ů.

Navrhnul jsem si obvod, který používá PNP tranzistor a vyzkoušel to na LED diodě a 5V zdroji (ale za použití odporů 200Ohm) - to fungovalo dle očekávání.
Zapojení1.JPG
Když jsem přešel na zamýšlených 12V a cca 1A, kterou si bere ten pásek, tak jsem samozřejmě pohořel. Skoro doslova. Rezistor s nízkým odporem samozřejmě žhavil, jak Temelín a když jsem dal nějaký vyšší, měl jsem zase velký úbytek napětí a pásek moc nesvítil.

Může mne někdo navést, jak postupovat? V dalším kroku jsem uvažoval i o zapojení dvou tranzistorů. PNP by měl na kolektoru zapojený NPN tranzistor spínající samotný pásek. Je to správná úvaha? Jaké rezistory mám použít (případně jak je vypočítat)?
Zapojení2.JPG
V domácí zásobě mám PNP tranzistory BD438 a NPN D882 PM 95 a možná i nějaké jiné.

Díky

peterple
Příspěvky: 102
Registrován: 22 zář 2021, 20:20
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od peterple » 03 pro 2022, 15:07

Tak to dopadne keď si niečo vymyslíš sám. Už to prvé zapojenie máš chybne. Takto spínací stupeň s PNP tranzistorom nevyzerá. Potom sa nečuduj že nefunguje. Pri prúde 20mA to samozrejme nie je vidieť. Ak to zapojíš správne, tak to nemôže mať s 1A problém. Stratový výkon na tranzistore bude 0,2W. Návod je tento:
  1. v emitore žiadny odpor nemá byť
  2. záťaž (pásik, alebo LED+200R) má byť v kolektore
  3. bázový rezistor vypočítať podľa minimálneho prúdového zosilňovacieho činiteľa. čo je podľa katalógového listu minimálne 40. To zaručí že tranzistor bude zopnutý a nebude v lineárnom režime. Teda úbytok CE bude okolo 0,2V

Axamith
Příspěvky: 526
Registrován: 09 srp 2017, 08:17
Reputation: 0
Kontaktovat uživatele:

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od Axamith » 03 pro 2022, 19:06

Tady je hezky popsaná problematika spínání tranzistorem
http://robodoupe.cz/2012/tranzistor-jako-spinac/

PetrB
Příspěvky: 100
Registrován: 20 čer 2018, 13:39
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od PetrB » 03 pro 2022, 22:01

Díky oběma za odpovědi.
Teď už to funguje daleko lépe ;-)
Zapojení 3.JPG
K tomu původnímu zapojení. Měl jsem něco podobného, co jste mi doporučili vy, jenomže jsem si patrně otočil pinout toho tranzistoru a nefungovalo mi to. Pátral jsem na netu a našel to zapojení, které jsem na konec použil, protože s diodou to fungovalo (samozřejmě, nízký odběr, malé napětí a vhodný úbytek). Tak jsem se s tím dočasně spokojil. A jak to dopadlo už víte.

Ještě jednou díky za pomoc. Zase jsem o kousek chytřejší, snad ;-)

peterple
Příspěvky: 102
Registrován: 22 zář 2021, 20:20
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od peterple » 03 pro 2022, 23:26

Neviem či obaja chápeme tie súčiastky na zapojení rovnako. Mne vychádza stále že si neurobil bod dva. Teda že záťaž - pásik nemáš v kolektore. To červené kolečko v kolektore je čo? Merací bod? Tá zelená dioda zapojená na plus zdroja je čo? LED pásik? Ak je to takto tak to nemáš dobre. Záťaž patrí do kolektora.

PetrB
Příspěvky: 100
Registrován: 20 čer 2018, 13:39
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od PetrB » 04 pro 2022, 01:39

To červené kolečko je LED, která svítí. Obrázek je z Circuit Simulatoru, který to takhle označuje. Ta dioda vpravo je ochrana vstupu před obrácením polarizace. Patrně je tam zbytečná.
Zapojení funguje. Zkoušel jsem ho jak v tom simulátoru, tak i naživo s 12V a 5m páskem (zatím jsem to nechtěl stříhat). Jediné, co mne překvapilo bylo to, že stabilizovaný zdroj ukazoval příkon 0,29A namísto očekávaného 1,5A podle specifikace pásku (3,6W/m 12V při 5m to je 18W tedy 1,5A)

ondraN
Příspěvky: 874
Registrován: 08 srp 2019, 20:01
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od ondraN » 04 pro 2022, 11:21

To zapojení z tvojeho posledního obrázku bude dobře fungovat, jen pokud bude mít tranzistor opravdu velké zesílení. Přes rezistor dostaneš do báze proud cca 2,3mA. Pokud bude mít tranzistor zesílení h21=100, pak začne omezovat proud na 230mA. Takže buď použít darlington se zesílením cca 1000, aby při požadovaném proudu měl ještě rezervu a nebo další tranzistor a nebo snížit hodnotu rezistoru na 470ohmů, ale pak ti při sepnutém spínači bude ten obvod urputně žrát (25mA) a rezistor topit (0,3W).

PetrB
Příspěvky: 100
Registrován: 20 čer 2018, 13:39
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od PetrB » 04 pro 2022, 13:49

Když to řeknu z "uživatelského" pohledu, tak při sepnutém spínači mám příkon (podle laboratorního zdroje, který tam posílá cca 12V) 0 A. Při rozepnutém ten pásek slušně svítí, nic se nikde nehřeje (ani při sepnutém se nehřálo) a zdroj ukazuje cca 290 mA.
Takže to funguje tak, jak jsem očekával.
Podle datasheetu je zesílení toho tranzistoru BD438 hFE=30 a výkon 36W (https://www.svetsoucastek.cz/tranzistor-bd438-p55962/).

Mám to tedy nějak měnit, nebo to už je správně? Ve finále chci mít těchto zapojení vedle sebe několik na společném zdroji. Tak, aby jedno PCB pomocí 4 spínačů ovládalo 4 led pásky.

Pb

peterple
Příspěvky: 102
Registrován: 22 zář 2021, 20:20
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od peterple » 04 pro 2022, 13:57

Po vyjasnení schémy už je jasné že to máš zapojené dobre, len si nedodržal bod 3. Mal si vypočítať bázový odpor tak aby bol tranzistor na 100% otovorený. Pre prúd 1A je to 1/40 = 25mA, ak zoberieme minimalne prúdové zosilnenie podľa katalógu. Tvoj tranzistor má lepšie zosilnenie ale aj tak odpor čo si tam dal je malý. To si môžeš overiť tak že v zopnutom stave zmeriaš napätie CE. Pre naplno otvorený tranzistor by mal byť úbytok 0,2V Ak je tam napätie iné tak je bázový odpor veľký a treba ho zmenšiť. Tak to sa ti zbytočne hreje tranzistor pri zopnutí a obmedzuje aj prúd pásikom. Ako vidíš vychádza to tak že ten tranzistor má zosilnenie niečo cez 100 (0,29/0,0023). To tiež celkom sedí s katalógom kde píšu že typické zosilnenie je 130.

Zmenšenie odporu bude mať samozrejme za následok to čo je popísané v predošlom príspevku. Ale to už nechám na teba či to je problém alebo nie.

peterple
Příspěvky: 102
Registrován: 22 zář 2021, 20:20
Reputation: 0

Re: Tranzistor jako "rozepínač"

Příspěvek od peterple » 04 pro 2022, 14:07

tak to prever všetko meraním.
  1. zapoj pásik priamo na zdroj a odmeraj prúd.
  2. zapoj pásik cez tranzistor a opäť odmeraj prúd
  3. ak je rovnaký nič nerieš. Údaj o príkone pásika nebol pravdivý
  4. ak je menší zmeraj napätie CE v zopnutom stave
  5. ak je viac ako 0,2V máš málo otvorený tranzistor - cez bázu tečie malý prúd ktorý ho nedokáže naplno otvoriť
  6. zmenši hodnotu bázového odporu a opakuj merania

Odpovědět

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 2 hosti