Расчет электронного ключа

[Denioc]

Нужен электронный ключ, который подключал бы питание +12В с приходом управляющего сигнала +5В (max 45mA). Т.е на выходе должно быть 12В, 0.9А. Думал сделать простой транзисторный ключ, но никак не могу разобраться с расчетом схемы. Помогите пожалйста, кому не лень!

Схему представляю примерно так:

[arhimed486]

Если вы имеете в виду управление TTL-уровнями, то впринципе можно взять транзистор КТ815 и резистор на базу 0,12 - 1 килоома, у меня такие ключи нормально работают. Только нагрузку в коллекторную цепь включить надо, а эмиттер на землю.

[Kret87]

А что будет если в такой схеме эмитер подключить не к нулю а к минусу источника питания?

[Falconist]

Транзистор будет постоянно открыт даже при отсутствии сигнала на базе (на нее будет всегда поступать положительное напряжение относительно эмиттера: либо +12В, либо +17В).

[vgg]

Попробуй такую схему:

[Elf]

Попробуй такую схему:

Я извиняюсь, у вас ток базы верхнего тр-ра 100мА, не много? И на резисторе ~1 ватт выделится.
Я бы просто вместо верхнего тр-ра взяд P-канальный фет, и все.

[Papimas]

В схеме, предложенной vgg применить "Digital Transistor" и не надо ставить резисторы просто два транзистора и всё, например такие: http://www.rohm.com/products/discret...istor/digital/

[Denioc]

Это то все хорошо, но мне не понятно как Вы эти все схемы получаете, как рассчитываете, по каким формулам. Вот например, мне нужна схема, которая с приходом сигнала от микроконтроллера (5В, 45мА) выдавала на выходе 12В, 900мА. С чего начинать?, ну пусть получилась какая-то схема, но я не еверен, что в ней не нужно где-то вставить еще какой-нибудь резистор или конденсатор. А вдруг я что-то упустил, и может что-то сгореть, например микроконтроллер или другое устройство?

[arhimed486]

Попробую объяснить, как ключ на биполярном транзисторе рассчитать.
1. Берем справочник, и ищем транзистор, который выдержит заданный ток коллектора (0.9А). Транзистор КТ815 держит постоянный ток до 1.5А, значит пойдет. И напряжение эмиттер-коллектор 12В тоже выдержит.
2. Смотрим h21э, для КТ815(А-В) h21э=40.
3. Считаем базовый ток Iб=Ik/h21э=0.9/40=0,0225А, микроконтроллер выдержит.
4. Напряжение на базе для открытия кремниевого транзистора 0.8В, напряжение микроконтроллер под нагрузкой при напряжении питания 5В на выходе обычно дает около 4.2В (по крайней мере ATmega8 ). На "базовом" резисторе должно упасть 4.2В-0.8В=3.4В.
5. Используем закон Ома: Rб=U/Iб=3.4В/0.0255=151.1Ом. Т.е ставим 150 Ом.
Надеюсь меня мои знания по физике не подвели.
Расчет для этой схемы:

[alexgap]

мне нужна схема, которая с приходом сигнала от микроконтроллера (5В, 45мА) выдавала на выходе 12В, 900мА. С чего начинать?

Задача любой схемы - получить требуемую функциональность с минимальными затратами и с максимальными КПД и надежностью. В затраты входят количество деталей и их стоимость при тиражировании. От этой целевой функции производятся все вычисления.

Но это так, в общем.

ну пусть получилась какая-то схема, но я не еверен, что в ней не нужно где-то вставить еще какой-нибудь резистор или конденсатор. А вдруг я что-то упустил, и может что-то сгореть, например микроконтроллер или другое устройство?

Ну тогда сгорит или будете наслаждаться глюками Чтобы такого не случалось, используют принципы безопасного проектирования. Я приведу несколько:

• Ограничивать ток там, где большой ток опасен или не нужен
• Ограничивать напряжение там, где оно может выйти за допустимые для какой-либо детальки пределы
• Подавлять резонансные явления там, где они делают работу схемы менее устойчивой (поэтому иногда ставят конденсаторы по питанию)
• Все токи и напряжения рассчитывать с запасом, чтобы они не выходили за пределы допустимых для каждой детали в схеме
• Стараться делать устройства экономичными в плане энергопотребления настолько, насколько это возможно. Это означает, что нужно стараться выбирать токи минимальными, но достаточными для работы с учетом всех факторов (изменяющейся температуры, производственного разброса параметров деталей)

Вот, к примеру, исходя из этих мини-теорем и расчитывается ваша схема. Параметры: напряжение 12В, ток 900мА. Сначала выбирается транзистор VT2 такой, чтобы держал 12В и ток 900мА с запасом. Например КТ814А. Затем, в его параметрах (http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1814.html) находится циферки. Проверяем что он нам подходит.

Макс. ток без радиатора 1500мА. Это меньше наших 900 мА. Подходит.
Макс. мощность без радиатора 1 Вт. У нас 0.7В * 0.9А = 0.63 Вт. Подходит, радиатор ставить не нужно.

КТ814А имеет минимальный коэффициент передачи тока h21э, который равен 40. Человеческим языком это значит, что транзистор будет без потерь пропускать через эммиттер-коллектор ток 900 мА при управляющем токе эмиттер-база 900 мА / 40 = 23 мА. Отсюда можно рассчитать R2. R2 = U / I = (12 В - 0.8 В) / 0.023 А = 486 Ом. Добавляем 30% безопасности (чтобы схема работала при всех температурах и при разных деталях). R2 = 486 Ом - (486 Ом * 0.3) = 340 Ом. Ближайший стандартный номинал R2 = 330 Ом. R1 выбирается так, чтобы обеспечить запирание транзистора VT2 при закрытом VT1. Поскольку транзисторы кремневые, то для надежного запирания можно взять R1 = 4.7 кОм. Здесь нужно понимать, что номинал R1 я взял с потолка, так как знаю, что кремневые транзисторы устойчиво запираются при малых токах утечки с базы на эмиттер.

Идем дальше. VT1 должен обеспечивать ток коллектора как минимум 23 мА. На эту роль прекрасно подойдет, например, КТ315Г (http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1315.html). Его минимальный обеспечиваемый коэффициент передачи тока h21э = 50. Значит, минимальный и достаточный ток базы равен 23 мА / 50 = 0.46 мА. Поскольку управление цифровое +5В, то значит нужно выбрать порог устойчивого включения схемы. Для цифровых схем это обычно 5В / 2 = 2.5В. Зная это рассчитаем R3 по закону Ома, не забывая учесть подение 0.7В на переходе база-эмиттер. R3 = (2.5 В - 0.7 В) / 0.00046 А = 3913 Ом = 3.9 кОм. Не забываем о 30% надбавке на надежность. R3 = 3.9 кОм * (1 - 0.3) = 2.7 кОм. Получили R3 = 2.7 кОм.

На этом все. Получили устойчивую схему с почти максимальным КПД и почти минимальной стоимости.