Выбор правильного транзистора для схемы переключения

Я хочу управлять динамиком сирены (имеет встроенный драйвер) с Arduino.

Сирена нуждается в 12 В и потребляет около 480 мА. Выходной контакт Arduino составляет 5 В и может выдавать максимум 40 мА.

Я хотел бы использовать транзистор для включения и выключения сирены. Это нормально приложение для транзистора? Я бы предпочел не использовать реле или SSR, потому что у меня нет под рукой.

Исходя из этих чисел, я рассчитал, что сопротивление нагрузки (сирены) составляет 25 Ом, используя закон Ома, R = E / I. (Я использую Ампер, Вольт и Ом в качестве единиц)

\frac{12 В}{0,48 A} знак равно 25 Ω

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

Я нашел различные расчеты, чтобы определить, какой тип транзистора мне нужен, и я не совсем уверен, какой из них лучший. Один из них такой:

{час}_{F Е (м я N я м U м)} знак равно 5 \times \frac{L о a d С U р р е N T}{A р d U я N о п я N M a Икс С U р р е N T}

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

Что дает мне минимум 60. $h_{FE}$

5 \times \frac{0,48}{0.04} знак равно 60

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

Это где я немного запутался. У меня есть несколько транзисторов и их таблицы, но я не совсем уверен, как их читать. Я прочитал много ресурсов, и теперь я так же смущен, как и раньше.

Я знаю, что, вероятно, мне следует использовать NPN-транзистор, но будет ли иметь значение, если я буду использовать PNP вместо этого? Применяются ли те же расчеты? Я понимаю, что схема меняется, активный высокий вместо активного низкого, но есть ли какие-либо недостатки в PNP по NPN?

У меня есть NPN PN2222A , BC337 , BC547B и BC517 Дарлингтон .

У меня есть PNP902 , BC327 и BC516 Дарлингтон .

Как мне выбрать правильный транзистор для работы? Я не хочу перегружать транзистор.

transistors

— darkadept
источник

К вашему сведению, в вашей ситуации вы МОЖЕТЕ упростить использование NPN для переключения PNP и получения желаемого эффекта. Возможно, немного поздно, чтобы иметь значение, но вы идете. :-)

— AbeFM

При выборе правильного транзистора для этой работы сначала я исключу транзисторы PNP. Их немного сложнее использовать в вашем случае. Как вы сказали, для PNP-транзистора активный высокий становится активным низким, то есть транзистор включится, когда вы подадите 0 В от Arduino, но не выключится, когда вы подадите 5 В от Arduino. Вам нужно будет подать 12 В на базу транзистора PNP, чтобы выключить (VEB = 0).

Оставив PNP позади, глядя на доступные NPN, только BC547B (Ic = 100 мА) не смог справиться с током 480 мА, который нужен вашей сирене. Из оставшихся 3-х транзисторов я бы выбрал тот, который может справиться с самыми современными, просто чтобы быть в безопасности. Это был бы Дарлингтон BC517 , который может выдержать максимум 1,2 А, более чем достаточно для вашей сирены.

Только теперь вам придется беспокоиться об усилении BC517. Но поскольку BC517 является транзистором Дарлингтона, он имеет огромный коэффициент усиления (hFE = 30000), поэтому вы можете легко включить транзистор с очень малым базовым током. Если вы решили подключить базу транзистора с резистором 1 кОм, у вас будет базовый ток 3,6 мА, что достаточно для ваших целей.

Таким образом, победителем станет BC517 .

Схема NPN

— m.Alin
источник

Хорошо, это очень хорошо объясняет мой вопрос, спасибо. Я полагаю, что лучше иметь более высокий hFE, чем предельный, и ошибаться на безопасной стороне текущей нагрузки, а не резать ее слишком близко. Я думаю, что мне нужно изучить это дальше и, возможно, изучить транзисторы PNP, несмотря на то, что вы упомянули. У моей сирены на самом деле есть два положительных провода: одно для ровного звука, а другое для звука "визг". Они имеют общую точку зрения. Означает ли это, что мне нужна конфигурация PNP, чтобы можно было переключать оба положительных провода? (должен ли это быть его собственный вопрос?)

— darkadept

У вас есть данные вашей сирены? или диаграмма.

— м.Алин

@ m.Alin Я предложил редактирование, но в случае, если оно отклонено ... "применить 12 В к базе NPN" в первом абзаце должно быть написано "PNP", верно?

— CupawnTae

@CupawnTae Конечно, ты прав. Спасибо за правку :-)

— м.Алинь

Односторонний комментарий. «hFE = 30000» - это усиление постоянного тока в режиме «активный вперед», а не в режиме насыщения. В спецификации BC517 используется бета-версия режима насыщения 1000, т. Е. HFE (sat) = 1000, так что это будет хорошей отправной точкой для вашего дизайна. Если ток коллектора составляет 400 мА, то IB (sat) должен быть 400 мА / 1000 = 400 мкА, который микроконтроллер должен иметь возможность без проблем работать. Тогда значение R1 должно быть (VOH (мин) -VBE (насыщ.)) / 400 мкА, где VOH (мин.) - это минимальное выходное напряжение микроконтроллера для логического ВЫСОКОГО выхода, а VBE (насыщ.) Составляет ~ 1,6 В в соответствии с таблицей данных.

— Джим Фишер