Buggfix Plus
Aktuellt datum och tid: 05.34 2014-09-03

Alla tidsangivelser är UTC + 1 timme




Svara på tråd  [ 18 inlägg ]  Gå till sida 1, 2  Nästa
Författare Meddelande
InläggPostat: 09.30 2005-05-14 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 13.46 2004-11-08
Inlägg: 1863
Jag tror att det behövs en guide här, där det beskrivs hur man använder transistorer (bipolära och MOSFET) som elektroniska strömbrytare.

Här kommer en början till guide som jag kommer att fylla på så småningom.

Problem I: Jag vill kontrollera en last som kräver högre matningsspänning äv vad min krets kan ge ut

Ovanstående problem kan man enkelt lösa med en transistor. Jag har märkt att många vill använda optokopplare i sådana här fall, men det är helt onödigt om man inte måste ha elektrisk isolation mellan lasten och övriga kretsar.

I nedanstående exempel vill jag driva ett 12V-relä från utsignalen av en uC (5V).

Bild

En bipolär transistor fungerar som en strömförstärkare, och förstärker strömmen som kommer in på basen. Man kan se övergången bas-emitter som en diod, och i ovanstående koppling behöver man ett motstånd på basen för att inte kortsluta ner +5V till jord.

Här kommer förutsättningarna:

I(reläspole) = 50mA.

Det första steget är att ta reda på hur mycket ström reläet vill ha för att dra. Denna information hittar man oftast i reläets datablad. I mitt exempel har jag antagit att reläspolen drar 50mA.

Nu måste vi välja en transistor som klarar av en kollektorström (Ic) på minst 50mA. Jag valde i detta exempel en BC547C, eftersom den är billig och har en maximal kollektorström på 100mA.

Nästa steg är att bestämma hur mycket ström som måste gå in i basen för att transistorn skall leda maximalt (bottna). Observera att även om jag väljer en basström så att transistorn kan leda maximalt med ström (100mA), så kommer bara 50mA att gå igenom transistorn i mitt exempel.

Nu måste vi ta reda hur stor strömförstärkning (Hfe) BC547C har. Databladet ger att Hfe tydligen varierar mellan 420 och 800 (då Ic är 2mA). En Hfe på 420 innebär att den ström som går in på basen förstärks 420 gånger.

För att få en ström på 50mA genom reläspolen, måste vi nu teoretiskt ha en basström på Ib = Ic / Hfe = 0,05/420 = 0,11mA.

I verkligheten är det bättre att titta på värdet VCEsat. Detta värde anger spänningen mellan kollektor och emitter när transistorn bottnar.

Ur databladet: VCEsat = 200mV vid Ic = 100mA och Ib = 5mA.
Detta ger en praktisk Hfe på endast 20ggr.

Vi kan nu välja en basström på 5mA.

Nu måste vi välja ett värde på R1, så att basströmmen blir ungefär 5mA. I ovanstående koppling blir spänningen över R1 (5V - Ube). Spänningen Ube är spänningsfallet bas-emitter, och detta är konstant runt 0,7V (0,9V enligt databladet).

Spänningen över R1 blir nu (5-0,7)V = 4,3V.

Nu använder vi bara ohms lag, och räknar ut hur stort motståndet skall vara:

R = U/I = 4,3/0,005 = 860 ohm

820 ohm finns i E12-serien av motstånd, så det blir ett lämpligt värde.

Ett basmotstånd på 820 ohm kommer alltså att se till att transistorn bottnar, och släpper igen 50mA till reläspolen.

Dioden D1 i schemat är till för att skydda transistorn. När transistorn bryter strömmen genom reläspolen, kommer det att bildas en spänningsspik på (-)-sidan av reäspolen som kan bli flera hundra volt hög. Detta kommer att förstöra transistorn, och därför brukar man sätta en diod över reläspolen som kortsluter denna spänningsspik tillbaka till reläets (+)-sida.


Om man vill ha en konstant ström genom lasten (exempelvis drivning av en lysdiod) kan man lägga motståndet mellan emitter och jord istället:

Bild

Denna koppling kallas emitterföljare eller spänningsföljare.

Om man gör en potentialvandring från basen ner till jord, inser man att det kommer att ligga en konstant spänning på (5V - Ube) = 4,3 volt över R1. Detta kan utnyttjas för att ordna en konstant ström genom lysdioden.

Om vi vill ha en konstant ström på 20mA genom lysdioden, får vi dimensionera R1 så att det kommer att flyta 20mA även genom denna. Samma ström (Basströmmen kan försummas) flyter ju genom både lysdioden och R1.

Detta ger: R1 = 4,3 / 0,02 = 215 ohm. 220 ohm finns som motståndsvärde, så det blir ett lämpligt värde.

Ovanstående krets kommer att se till att lysdioden få 20mA genom sig, när spänningen till lysdioden varierar mellan 7 och 32V. Gränsen på 32V kommer av att spänningen mellan kollektor och emitter på transistorn (Uce) då blir 25V, och transistorns maxeffekt på 0,5W har uppnåtts.

Däremot kan man inte använda nedanstående koppling för att driva 12V-reläet:

Bild

Kopplingen ovan blir också en emitterföljare, och spänningen över reläspolen blir här också (5V - Ube) = 4,3V, d.v.s. INTE 12V.

Kommande: PNP och MOSFET:ar

_________________
Travel is fatal to prejudice, bigotry, and narrow-mindedness - Mark Twain


Senast redigerad av Schnegelwerfer 22.30 2007-05-24, redigerad totalt 5 gånger.

Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 11.39 2005-05-14 
EF Sponsor
Användarvisningsbild

Blev medlem: 15.18 2005-04-04
Inlägg: 4817
Ort: Söder om söder
Rätt det du skriver, men det som gör att jag gärna använder optokoplare ändå är att det ger en haveriskydd om transistor, relä, matning eller vad det nu är för läskigt som sitter på andra sidan väljer att gå sönder. Optokopplaren ger ett väldigt bra skydd och bra mycket billigare än en uP.... Skyddar även effektivt emot ESD.

_________________
--------------------
Hatar kompilatorbuggar - älskar ASM igen....


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 17.49 2005-05-25 

Blev medlem: 10.51 2005-01-12
Inlägg: 98
Ort: Tyresö
En kommentar till herr Schnegelwerfer om transistorn som switch.
En felskrivning är att Ib är 2 mA, det skall vara Ic.
När man läser av Hfe vid 2 mA så är Vce 5 V!! Vill man bottna transistorn så blir Hfe mycket lägre. Det är lämpligare att titta på Vce(sat) värdet.
Vid Ib=5 mA och Ic=100 mA vilket motsvarar Hfe=20 bottnar transistorn till ett värde som är typiskt 0,2 V.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 20.23 2005-05-25 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 13.46 2004-11-08
Inlägg: 1863
Tackar och bockar för tillrättavisningen. Jag har nu ändrat i guiden. :)

Personligen brukar jag för det mesta räkna med en Hfe på 10ggr för att få lite marginaler.

_________________
Travel is fatal to prejudice, bigotry, and narrow-mindedness - Mark Twain


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik: Re: Bra guide men...
InläggPostat: 18.17 2005-07-25 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 13.46 2004-11-08
Inlägg: 1863
barnie82se skrev:
Tjena, bra guide och så men jag nöjer mig inte med att sänka ena sidan, jag behöver verkligen 9V ut. Hur går man till väga då?


Då använder man en PNP-transistor på +-sidan av lasten. Jag tänkte faktiskt komplettera guiden med detta... dags att fixa det kanske.

_________________
Travel is fatal to prejudice, bigotry, and narrow-mindedness - Mark Twain


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 22.35 2005-07-25 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 13.46 2004-11-08
Inlägg: 1863
Om du sätter en PNP-transistor på +-sidan av t.ex. ett relä som drivs med t 12V, och basen på PNP-transistorn till t.ex. en AVR som använder +5V kommer man att få problemet att transistorn alltid leder.

Om AVRen ger ut +5V, kommer det ju att ligga en spänning på (12-5) = 7V över emitter-bas osh detta gör ju att transistorn alltid kommer att leda oavsett om AVRen ger ut 0 eller +5V.

_________________
Travel is fatal to prejudice, bigotry, and narrow-mindedness - Mark Twain


Upp
 Profil  
 
InläggPostat: 09.45 2005-08-08 

Blev medlem: 14.01 2005-08-07
Inlägg: 49
Är det såhär man kopplar i stort?
eventuellt nåt mer motstånd...

Så får man sin 12V-signal på PNP kollektorn?
http://hem.passagen.se/barneloo/elfa/IM.JPG

Bild
MVH Bjorn


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 12.17 2005-08-17 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 13.46 2004-11-08
Inlägg: 1863
Passar på att editera mitt inlägg, så att jag slipper sitta med dumstruten på ute i cyberrymden! :oops:


Basströmmen kan försummas, eftersom Kirchoffs strömlag ju gäller. Strömmen genom motståndet kommer att bestå av basströmmen + kollektorströmmen.

Eftersom transistorn har en så pass hög strömförstärkning kommer den absolut största delen av strömmen genom motståndet att bestå av kollektorströmmen.

_________________
Travel is fatal to prejudice, bigotry, and narrow-mindedness - Mark Twain


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 20.36 2006-12-15 
EF Sponsor
Användarvisningsbild

Blev medlem: 21.52 2003-05-28
Inlägg: 1239
Ort: Skåne - Lund
Här är en riktigt bra text om krafttransistorer mm från Philips.

CHAPTER 1 Introduction to Power Semiconductors
CHAPTER 2 Switched Mode Power Supplies
CHAPTER 3 Motor Control
CHAPTER 4 Televisions and Monitors
CHAPTER 5 Automotive Power Electronics
CHAPTER 6 Power Control with Thyristors and Triacs
CHAPTER 7 Thermal Management
CHAPTER 8 Lighting


www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP1.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP2.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP3.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP4.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP5.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP6.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP7.pdf
www.semiconductors.philips.com/acrobat_download/applicationnotes/APPCHP8.pdf

_________________
-Docendo discimus


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 18.19 2007-02-09 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 18.34 2006-11-23
Inlägg: 1052
Ort: Karlstad
Hittade förresten en bra PDF om att konstruera en transistorswitch:
http://www.techhouse.org/~dmorris/proje ... itches.pdf

_________________
"There are many who would take my time. I shun them.
There are some who share my time. I am entertained by them.
There are precious few who contribute to my time. I cherish them."


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 15.29 2007-07-09 

Blev medlem: 23.29 2007-02-24
Inlägg: 1785
Ort: Vänersborg
Detta är en mycket bra skriven guide, och jag ser gärna att någon gör något liknande för FET:ar.


Upp
 Profil  
 
 Inläggsrubrik:
InläggPostat: 04.59 2008-10-29 
Co Admin
Användarvisningsbild

Blev medlem: 20.23 2005-08-06
Inlägg: 24351
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Städade i tråden. Det hade blivit lite för många "när kommer en fortsättning?" och liknande..

För övrigt håller jag med Bos. Jag skulle verkligen behöva det. :)

_________________
Notera att inlägget kan ha expanderat under transporten. Nettovikten är dock låg. Läs bipacksedeln om du har lätt för att få irritation.. . . . . . . (°°)
This message will self-destruct in five seconds.


Upp
 Profil  
 
InläggPostat: 13.54 2009-04-19 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 17.45 2008-03-19
Inlägg: 838
Ort: Bromma
Vart skulle ni plutta in en lysdiod för att indikera att reläet är aktiverat i den översta kopplingen?


Upp
 Profil  
 
InläggPostat: 14.10 2009-04-19 

Blev medlem: 17.20 2008-04-12
Inlägg: 2052
Ort: Småland
Parallellt med spolen.


Upp
 Profil  
 
InläggPostat: 14.11 2009-04-19 
Användarvisningsbild

Blev medlem: 17.45 2008-03-19
Inlägg: 838
Ort: Bromma
Inte på utgången från uC:n alltså? Vilka problem får man då?


Upp
 Profil  
 
Visa inlägg nyare än:  Sortera efter  
Svara på tråd  [ 18 inlägg ]  Gå till sida 1, 2  Nästa

Alla tidsangivelser är UTC + 1 timme


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 0 gäster


Du kan inte skapa nya trådar i denna kategori
Du kan inte svara på trådar i denna kategori
Du kan inte redigera dina inlägg i denna kategori
Du kan inte ta bort dina inlägg i denna kategori
Du kan inte bifoga filer i denna kategori

Sök efter:
Hoppa till:  
   
Drivs av phpBB® Forum Software © phpBB Group
Swedish translation by Peetra & phpBB Sweden © 2006-2010