Wybór odpowiedniego tranzystora dla obwodu przełączającego

Chcę sterować głośnikiem syreny (ma wbudowany sterownik) za pomocą Arduino.

Syrena potrzebuje 12 V i zużywa około 480 mA. Pin wyjściowy Arduino ma napięcie 5 V i może wynosić maksymalnie 40 mA.

Chciałbym użyć tranzystora do włączania i wyłączania syreny. Czy to jest OK aplikacja dla tranzystora? Wolałbym nie używać przekaźnika ani SSR, ponieważ nie mam go pod ręką.

Na podstawie tych liczb obliczyłem rezystancję obciążenia (syreny) na 25 omów, stosując prawo Ohma, R = E / I. (Używam wzmacniaczy, woltów i omów jako jednostek)

\frac{12 V.}{0,48 ZA} = 25 Ω

$\frac{12V}{0.48A} = 25 \Omega$

Znalazłem różne obliczenia, aby określić, jakiego rodzaju tranzystora potrzebuję i nie jestem do końca pewien, który jest najlepszy. Jeden z nich jest taki:

h_{fa mi (m ja n ja m u m)} = 5 \times \frac{L. o za re do u r r mi n t}{ZA r re u ja n o P. ja n M. za x do u r r mi n t}

$h_{FE(minimum)} = 5 \times \frac{Load\;Current}{Arduino\;Pin\;Max\;Current}$

Co daje mi minimum 60. $h_{FE}$

5 \times \frac{0,48}{0,04} = 60

$5 \times \frac{0.48}{0.04} = 60$

Tu się trochę mylę. Mam kilka tranzystorów i ich karty danych, ale nie jestem pewien, jak je odczytać. Przeczytałem wiele zasobów i jestem teraz tak samo zdezorientowany jak wcześniej.

Wiem, że prawdopodobnie powinienem użyć tranzystora NPN, ale czy miałoby to znaczenie, jeśli zamiast tego użyję PNP? Czy obowiązują te same obliczenia? Rozumiem, że obwód się zmienia, aktywny wysoki zamiast aktywnego niski, ale czy są jakieś wady PNP w porównaniu z NPN?

NPN, które mam, to PN2222A , BC337 , BC547B i BC517 darlington .

PNP, które mam, to PN2907 , BC327 i BC516 darlington .

Jak mam wybrać odpowiedni tranzystor do pracy? Nie chcę przeciążać tranzystora.

transistors

— darkadept
źródło

Do twojej wiadomości, w twojej sytuacji, możesz w prosty sposób użyć NPN do przełączania PNP i uzyskania pożądanego efektu. Prawdopodobnie trochę za późno, żeby mieć znaczenie, ale proszę bardzo. :-)

— AbeFM

Wybierając odpowiedni tranzystor do tego zadania, najpierw wyeliminuję tranzystory PNP. W twoim przypadku są nieco bardziej skomplikowane. Jak powiedziałeś, w przypadku tranzystora PNP, aktywny wysoki staje się aktywny niski, co oznacza, że tranzystor włączy się, gdy przyłączysz 0 V z Arduino, ale nie wyłączy się, gdy przyłączysz 5 V z Arduino. Będziesz musiał przyłożyć 12V do podstawy tranzystora PNP, aby wyłączyć (VEB = 0).

Pozostawiając PNP z tyłu, patrząc na dostępne NPN, tylko BC547B (Ic = 100mA) nie był w stanie obsłużyć prądu 480mA, którego potrzebuje twoja syrena. Z pozostałych 3 tranzystorów wybrałbym ten, który może obsłużyć najbardziej prąd, tylko po to, aby być bezpiecznym. Byłby to darlington BC517 , który może obsłużyć maksymalnie 1,2 A, więcej niż wystarcza na twoją syrenę.

Dopiero teraz będziesz musiał się martwić zyskiem BC517. Ponieważ jednak BC517 jest tranzystorem darlingtona, ma ogromny zysk (hFE = 30 000), dzięki czemu można łatwo włączyć tranzystor z bardzo małym prądem bazowym. Jeśli zdecydujesz się napędzać podstawę tranzystora rezystorem 1KOhm, będziesz miał prąd bazowy 3,6 mA, który jest wystarczający do twoich celów.

Zwycięzcą byłby BC517 .

Obwód NPN

— m.Alin
źródło

Ok, to bardzo dobrze wyjaśnia moje pytanie, dziękuję. Wydaje mi się, że lepiej jest mieć znacznie wyższy hFE niż marginalny i pomylić się po bezpiecznej stronie prądu, zamiast przecinać go zbyt blisko. Myślę, że będę musiał to zbadać dalej i potencjalnie zajrzeć do tranzystorów PNP, pomimo tego, o czym wspomniałeś. Moja syrena ma dwa pozytywne sygnały, jeden dla dźwięku ciągłego, a drugi dla dźwięku „krzyku”. Dzielą wspólną płaszczyznę. Czy to oznacza, że potrzebuję konfiguracji PNP, aby móc przełączać oba dodatnie przewody? (czy to powinno być jego własne pytanie?)

— darkadept

Czy masz arkusz danych swojej syreny? lub schemat.

— m.Alin

@ m.Alin Zaproponowałem edycję, ale w przypadku jej odrzucenia ... „zastosuj 12 V do podstawy NPN” w pierwszym akapicie powinieneś powiedzieć „PNP”, prawda?

— CupawnTae

@CupawnTae Oczywiście masz rację. Dziękuję za edycję :-)

— m.Alin

Komentarz z jednej strony. „hFE = 30 000” to wzmocnienie prądu stałego w trybie „do przodu aktywny”, a nie w trybie nasycenia. Arkusz danych BC517 używa trybu nasycenia beta 1000 - tzn. HFE (sat) = 1000 - więc byłby to dobry punkt wyjścia dla twojego projektu. Jeśli prąd kolektora wynosi 400mA, wówczas IB (sat) musi wynosić 400mA / 1000 = 400uA, które mikrokontroler powinien być w stanie uzyskać bez problemu. Wartość R1 powinna wówczas wynosić (VOH (min) -VBE (sat)) / 400uA, gdzie VOH (min) jest minimalnym napięciem wyjściowym mikrokontrolera dla logicznego WYSOKIEGO wyjścia, a VBE (sat) wynosi ~ 1,6 V zgodnie z arkuszem danych.

— Jim Fischer,