Mikrokontroler,tranzystor i dobór rezystorów

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 27 gru 2010, 21:37

Witam

Mam problem z doborem rezystorów do układu gdyż jedynymi danymi jakie posiadam jest rodzaj tranzystora i napięcie zasilania
Obrazek

gdzie:
Ud=2,2V
Jd=0,35A

R2=(Ucc-Ud)/Id czy R2=(Ucc-Uce-Ud)/Id

kolejno

Ucc=Ud+Ur2+Uce

I mam problem gdyż z noty katalogowej BD139 http://pdf.elenota.pl/pdf/Fairchild/bd135.pdf

Uce(sat)=0,5V
Ube(on)=1V

Są to wartości maksymalne czy mogę założyć mniejsze jeśli tak to w jakim zakresie najlepiej.

Możliwe ze mój tok rozumowania mija się z rzeczywistością więc proszę Kolegów o pomoc.

Pozdrawiam

Post autor: **Jony130** » 27 gru 2010, 21:56

Diodę razem z R2 przenieś do kolektora i kup sobie BD139-16.
I wtedy
R2 = ( Vcc - Vd - 0.2V ) / Id = 6.8Ω /1W

R1 = ( Vcc - 1V - 0.8V) / (Id/50) = 470Ω

Choć może pomyśl nad źródłem prądowym.

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 27 gru 2010, 22:48

Chodzi mi o to by tak wysterować tranzystor za pomocą rezystora na bazie aby część ciepła się na nim wytracała, a pozostałe ciepło na rezystorze połączonym szeregowo z diodą.
Zamiast BD 139 myślę by wykorzystać BD 135, po9zatym BD 139 od 139-16 różnią się na pierwszy rzut oka hfe, ale to taka dygresja.

Post autor: **Jony130** » 27 gru 2010, 23:05

Tylko w tym schemacie co pokazałeś tranzystor nie procuje w roli klucza tylko w roli wtórnika emiterowego.

No ale spróbujmy coś obliczyć.
Skoro to wtórnik R1 jest niepotrzebny wystarczy R2.
Więc napięcie na R2:

R2 = (Voh - Vbe - Vd) / Id = ( 4.2V - 0.8V - 2.2V) / 0.35A = 3.3Ω

I moc strat P = 0.35² * 3.3 = 0.5W lub więcej.
Moc start na tranzystorze
Ptot = Vce * Ic = 5V - ( 4.2V - 0.8V) * 0.35A = 0.56W
Sprawdzamy przyrost temperatury tranzystora dla temperatury otoczenia 30°C
T = Rthja * Ptot = 56°C
Wiec temperatura złącza wyniesie
Tj = 30°C+56°C = 86°C
Wiec nie trzeba radiatora

Voh wziąłem z noty ATtiny13
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod ... oc2535.pdf ( strona 115)

0.8V dla Ube z tego
http://pdf.elenota.pl/pdf/Fairchild/bd135.pdf ( rys 3 na stronie 2)

Rthja z danych katalogowych

Rthja = (150°C - 25°C) / 1.25W = 100 °C/W

Więc teraz musisz sam zdecydować albo zastosować jeszcze inne rozwiązanie

PS A jednak, pomyliłem się wcześniej przy obliczaniu mocy strat.

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 28 gru 2010, 18:03

Witam

Szukając rozwiązania swojego problemu natrafiłem na stronę manekinen diy gdzie autor w jednym z projektów wykorzystał takie rozwiązanie:

Obrazek

Jeżeli Voh Attiny13 wynosi 4,2V, a obciążalność portów I/O 40 mA to

R7=Voh/J7 => J7=4,2/120=35mA

R8=Voh/J8=> J8=4,2/15=280mA!!!

Na tym etapie przerwałem liczenie...

Chciałbym prześledzić dobór rezystorów w tym przykładzie z Waszą pomocą.

Pozdrawiam

Post autor: **Jony130** » 28 gru 2010, 18:41

A co jest podłączone do punktów X2-1 do X2-4 ?

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 28 gru 2010, 18:54

Dioda RGB 3W, ze schematu wynika że ze wspólną katodą.Do R3 podłączona jest prawdopodobnie anoda koloru czerwonego gdyż napięcie dla diody czerwonej jest niższe niż dla pozostałych, do R4 i R5 zamiennie anody koloru niebieskiego lub zielonego.

kayron · Post autor: **kayron** » 28 gru 2010, 19:09

A bo to zależy jak struktura diody (kolor) jest zasilana. Np. diody czerwone maja większy prąd pracy, no i na pewno jest to sterowane impulsowo, przez PWM, a dopuszczalny prąd impulsowy dla diody jest o wiele większy, więc obliczenia dla układu statycznego mogą tu nie być do końca wiarygodne. Stąd np. te 280mA które pewnie cie zaskoczyło.

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 28 gru 2010, 19:22

kolego kayron: Masz racje te diody mogą być obciążone nawet do 350mA. Jednak mi chodzi o rezystory na bazach-wydajność prądowa portów I/O dla Attiny13 to 40 mA a z obliczeń dla R8 i R9 wychodzi że J=280mA i to mnie zdziwiło...

kayron · Post autor: **kayron** » 28 gru 2010, 19:28

Akurat w wartości tych oporników w bazie ja nigdy nie wnikam, daje tam od 1KΩ do 10KΩ, a najczęściej 4K7Ω i tyle.

Post autor: **Jony130** » 28 gru 2010, 20:00

Tak duży prąd to popłyną by tylko w wypadku zwarcia.

W tym układzie tranzystor pracuje w układzie wtórnika.
Czyli, nie jest to klucz, nie stanowi zwarcia.

Obrazek

II prawo Kirchhoffa pozwala napisać nam takie oto równanie:

Voh = VRb + Vbe + VRe

Wynika z tego, że maksymalne napięcie jakie w tym układzie może występować na Re będziemy mieli wtedy gdy:

Rb=0Ω

I wtedy Ve = Vre = Voh - Vbe

Teraz sprawa prądów

Ie = Ib + Ic = Ib*(β+1)

A z tego wzoru wynika, że prąd bazy zawsze (nawet gdy Rb=0Ω) będzie (β+1) razy mniejszy niż prąd emitera.

Ib = Ie / (β+1)

Jeszcze jakieś pytanie?
Czy wszystko jasne ?

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 29 gru 2010, 20:35

Witam

Zgodnie z poniższym rysunkiem:
Obrazek

Dane:
Vcc=5V
Voh=4,2V z noty katalogowej http://www.atmel.com/dyn/...nts/doc2535.pdf ( strona 115)
Ud1=2,2V
Jd1=0,35A

Vcc=Vce+VRe+VD1 => VRe=Vcc-Vce-VD1

Voh = VRb + Vbe + VRe+VD1 => VRb=Voh-Vbe-VRe-VD1

z noty katalogowej DB135 http://pdf.elenota.pl/pdf/Fairchild/bd135.pdf

Dobrałem:
Obrazek

Vbe=0,8V
Ic=0,35A
Vce=1,4V

VRe=Vcc-Vce-VD1 => VRe=5-1,4-2,2=1,4V

Re=VRe/JD1 => Re=1,4/0,35=4Ω

P=VRe*JD1 => P=1,4*0,35=0,49W

VRb=Voh-Vbe-VRe-VD1 =>VRb=4,2-0,8-1,4-2,2=-0,2V??!!

Ie=Ib+Ic, Ib=Ie/(β+1)

hfe3 z noty katalogowej BD 135-6 wynosi 100

Ib=0,35/(100+1)=0,00346A

Rb=VRb/Ib -jednak ze względu na ujemne napięcie dalsze obliczenia nie mają sensu

Proszę o pomoc w rozwiązaniu problemu

Post autor: **Jony130** » 29 gru 2010, 21:38

Sprawa jest prosta, napięcie wyszło ujemne bo przyjąłeś za duża wartość VRe.

I w tym układzie Vce nie będzie mniejsze niż

Vce = Vcc - (Voh - Vbe) = 5V - (4.2V -0.8V) = 1.6V

I dlatego przy obliczaniu powinieneś korzystać z tego oczka :

Voh = VRb + Vbe + VRe + Vd .

I teraz skoro :

Vd = 2.2; Vbe =0.8V; Voh = 4.2V

To na VRb+VRe zostało:

VRb+VRe = 4.2V - 2.2V - 0.8V = 1.2V

Teraz możesz kontynuować obliczenia.

rafal01 · Post autor: **rafal01** » 30 gru 2010, 13:15

Witam

Biorąc pod uwagę że Vce=1,6V i zgodnie z oczkiem:

Vcc=Vce+VRe+VD1 => VRe=Vcc-Vce-VD1 => VRe=5-1,6-2,2=1,2V

Więc jeżeli VRb+VRe = 1.2V => VRb=1,2-VRe => VRb=1,2-1,2=0V

Czyżby rezystor na bazie był nie potrzebny? Mógłbyś Kolego naprowadzić mnie na dobre tory?

Pozdrawiam

Post autor: **Jony130** » 30 gru 2010, 13:47

rafal01 pisze:Vcc=Vce+VRe+VD1 => VRe=Vcc-Vce-VD1 => VRe=5-1,6-2,2=1,2V

Tak jak pisałem nie korzystamy z tego oczka przy projektowaniu wtórnika.

rafal01 pisze:Więc jeżeli VRb+VRe = 1.2V => VRb=1,2-VRe => VRb=1,2-1,2=0V

Czyżby rezystor na bazie był nie potrzebny? Mógłbyś Kolego naprowadzić mnie na dobre tory?

Tak w tym układzie rezystor w bazie jest zbędny.

Ale np. jak damy VRe = 0.6V to na VRb tez będziemy meli 0.6V.

Ale lepiej dać cale 1.2V na VRe, bo prąd bazy silnie zależy od bety użytego tranzystora.
I wtedy Re = 3.6Ω ... 6.8Ω / 0.5W i po sprawie.