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04/12/2011 #1

Avatar de Jartos

Pequeño amplificador de CC
Hola a todos

Estaba mirando de hacer un circuito para amplificar la corriente de la salida de un PIC y poder controlar varios led de potencia (que funionarina a 12 V). Probando un poco he llegado a esto que pongo a continuacion. La entrada es a 5V a modo de pulsos de onda cuadrada. Mi pregunta es: Es viable o me he confundido en algo?



A ver que os parece , un saludo
04/12/2011 #2

Avatar de cosmefulanito04

Estás usando el transistor como fuente de corriente (clase "A"), no es mala idea si la potencia que se tiene que bancar el transistor es poca, pero si hablamos de corrientes altas la potencia también será alta y en vez de usarlo como fuente de corriente tal vez te conviene usarlo como llave + resistencia limitadora en serie con los leds.

Edito:

Ni siquiera como fuente de corriente, la carga esta en el emisor (pense que los 80 ohms simulaban la carga), lo estas usando como seguidor... no es buena idea, usá el transistor como llave y que no quede en zona activa.
04/12/2011 #3

Avatar de Jartos

gracias cosmefulanito04

La resistenciade 80 Ohms la habia puesto para limitar la corriente CE, pero pensandolo bien no es necesaria, ya que los mismos focos led tienen sus propias resistencias limitadoras...

si la quitamos, sigue siendo una mala idea?
04/12/2011 #4

Avatar de cosmefulanito04

El problema es que estás usando el transistor en modo activo, es decir:

- Icq distinto de 0.
- Vceq distinto de 0.

Con lo cual, la potencia en el transistor será Vceq*Icq.

En cambio si usas el transistor como llave, el mismo tendrá estas condiciones de funcionamiento (ideal):

- Llave abierta: Icq=0 y Vceq=Vcc (Ptransitor=0*Vcc=0w).
- Llave cerrada: Icq=Icarga y Vceq=0 (Ptransitor=0*Vcc=0w).

En la realidad, cuando la llave está cerrada la Vceq=Vce(sat), osea que si tenés potencia disipada, pero será mucho menor a la potencia que tenés en modo activo.

Algo así sería lo que te digo, así el transistor funciona como llave:



Obviamente sin tener en cuenta si necesitas o no el Darlington.
05/12/2011 #5

Avatar de Jartos



Al final me he estado mirando calculos, curvas de saturacion, etc... He llegado a esta conclusion:

El transistor 2n2222A esta configurado para ceder 100mA a la base del TIP41A, para que este entre a trabajar y nos deje circular 4A en el colector.

Una nueva pregunta es: ¿se puede eliminar R1 sin riesgos para los dos transistores? Se supone que limita la corriente a 100mA, aunque con ella puesta el TIP41A solo cede algo mas de 1A y me deshace los calculos, me da la impresion de que sobra.

Me temo que en circuitos con transistores aun soy novato y me esta costando un poco entenderlo. Cualquier sugerencia o correccion la agradezco.
05/12/2011 #6

Avatar de cosmefulanito04

En principio esa resistencia R1 está de más, ya que vos no tenés que limitar nada, solo que tenés garantizar darle la corriente suficiente al TIP41, y el TIP41 solo va a tomar lo que la carga le pidan, acá es importante aclarar que si tenés leds como cargas, si o si le tenés que poner un resistencia limitadora en serie con ellos, pero para el transistor tanto el led como la R limitadora en serie serán una carga.

Ahora, volviendo a tu caso, vos tendrías que analizar esto:

- Hfe del Tip41
- Hfe del 2N2222
- Icq-Tip41
- Icq-2N2222

Como dijiste que tu carga necesita 4A, ya sabes Icq-Tip41=4A, ahora faltan los otros tres datos. El Hfe del Tip41 es de 30 a 25ºC y una Icq=4A, tomemos 25 como seguridad. De esos 2 datos, podés obtener la Icq-2N2222:



Con 160mA garantizas entrar en el límite entre la zona activa y la zona saturada, para asegurarte de entrar en la zona saturada, es recomendable entregarle un poco más de corriente, digamos 2 o 4 veces más. Supongamos el doble:



Ahora sabiendo el Icq-2N2222, hay que ver en las hojas de datos de dicho transistor cuanto es su Hfe para esa corriente .....lamentablemente no pude encontrar el grafico del Hfe vs Icq... pero por lo menos nos dan el dato del HFE-min=75. Con lo cual con ese dato ya podemos sacar el Ibq-2N2222, la corriente que tenes que entregarle al Darlington:



Nuevamente con eso estas en el límite, para mayor seguridad sería bueno darle por lo menos el doble:



Esa es la corriente que deberías entregarle al Darlington, fijate que en ningún momento tome en cuenta tu R1, ahora con ese dato deberías calcular el valor de R3, teniendo en cuenta que la Vbe del Tip-41 seguramente no es 0,7v y la del 2N2222 seguramente si.

Agregado:

Otra cosa.... mucho cuidado con el tema de las potencias, el TIP41 deberás tener en cuenta la potencia por colector y también por base, ya que estamos hablando de una corriente importante (320mA), con lo cual vas a tener esto:



Esa última potencia normalmente se la desprecia, pero en este caso no podés hacer eso, ya que la corriente de base es importante.
06/12/2011 #7

Avatar de Jartos

tomo nota, me acabo de levantar, asi que aun ando un poco espeso. Le echo una ojeada a lo largo del dia y te comento. Mil gracias cosmefulanito04
06/12/2011 #8


Jartos dijo: Ver Mensaje
tomo nota, me acabo de levantar, asi que aun ando un poco espeso. Le echo una ojeada a lo largo del dia y te comento. Mil gracias cosmefulanito04
Buenos días jarto...

La configuración que propones, en realidad no es un "Darlintong" Q2 está configurado como seguidor de Emisor.
Para que los transistores estén en configuración "Darlinton" los Colectores de Q1 y Q2 tienen que estar unidos.
En esa configuración es esencial la presencia de R1 ya que , sin ella, se produciría una avalancha de corriente entre Colector-Emisor de Q2 y Base-Emisor de Q1 ya que no habría nada que la limitase.

Una cosa muy simple... Mira la Data Shee del ULN2003, quizás te sirva son siete "Darlintong"
cada uno de ellos soporta 500mA continuos, puedes repartir los Led entre varios de ellos.
En el Data Shee viene el esquema interno del "Darlintong", lo puedes reproducir con los dos transistores que propones en tu esquema.

Saludos.
06/12/2011 #9

Avatar de cosmefulanito04

En un Darlington R1 no es necesario, si lo es la R de base del 1er transistor.

Lo que si vas a tener que ver muy de cerca es la potencia, tal vez ese TIP41 está muy justo y el disipador que tengas que usar sea demasiado, verificá eso.

Mi consejo, olvidate del Darlington y usá directamente un mosfet.
10/12/2011 #10

Avatar de Jartos

Ya hay noticias. al final he montado el siguinte circuito. De momento va de vicio y estoy probando la temperatura del BD243C con una carga cercana a los 30W (habiendo probado antes con 55 y comprobando que el disipador no era lo suficientemente potente. El tema es que con una carga de 30W a 12V voy sobrado.

Os dejo el esquema y sin mas rodeos os pido que lo valoreis y si veis algo que no os gusta, decidmelo por favor.

Muchas gracias y un saludo

**EDITO: el fusible no tiene el valor correcto. Se puede ignorar. Y la alimentacion es a 12V

10/12/2011 #11

Avatar de cosmefulanito04

R1 está de más y no solo eso, que además se tiene que bancar una corriente importante, por lo tanto tiene que ser de potencia .

Con R2 te alcanza para polarizar bien los otros 2 transistores:



R3 es necesario para dejar un pull-down cuando el 4n26 no conduce y asi no dejar la base de Q2 en el aire de esa forma Q1 y Q2 no conducen.

Con respecto a la potencia, si tu corriente de carga es 4A, vas a tener estos datos del BD243:

Ic-max=6A
Vce(sat)-max=1,5v
Vbe=2v
hfe-min=20
Rtermica-Juntura/Carcasa=1,92ºC/W
Rtermica-Juntura/Ambiente=62,5ºC/W
Tj=150ºC
De lo que te puse arriba, llegás a la conclusión de que la corriente que tiene que suministrar el 2n2222 es de por lo menos 200mA y como seguridad algo así como 400mA (reacalculá R1 y R3, porque tal vez te estás quedando corto con la corriente). Con lo cual la potencia que se tiene que bancar ese BD243 será:



De los datos de las resistencias térmicas que te da el transistor, podés obtener la resistencia de carcasa/ambiente:



De acá sacas el disipador que necesitas:



Despejando:



A Tamb=50ºc y con una potencia disipada de 8W (6,8W era el calculado, pero sobredimensionamos un poco por seguridad):



De ahí despejas el disipador usando la formula del antiparalelo de una resistencia:



Un disipador de esas características puede ser algo así:



Esos disipadores modelo 2725D son de 10ºC/W, mientras menor sea ese valor, más grande es el disipador.
11/12/2011 #12

Avatar de cosmefulanito04

Me quedé pensando en ese Q1 y en cierta medida tiene razón lo que dice EB4GBF, así como te dije que lo pongas el transitor vuela y si lo ponés como dijo EB4GBF el transistor va bien pero necesitas una resistencia ilógica que tiene que ser de mayor potencia a la que pusiste, pero en ambos casos la conexión está mal y explico porque:

1) Si lo ponés como te dije y le pedís que entregue 400mA vas a tener al transitor con estas condiciones cuando conduce:

Icq=400mA
Vceq=Vcc-Vbe2=10v (aprox.)

Con lo cual la potencia que tiene que disipar Q1 se va a cualquier lado 4w .

2) Si lo ponés como dice EB4GBF vas a tener esta condición cuando conduce:

Icq=400mA
VR1=Vcc-(Vbe+Vbe2+VR2)=8 u 8,5v (aprox)
Vceq=Vcc-(Vbe2+VR1)=1,5v

Con lo cual la potencia que tiene que disipar Q1 será 600mw (casi al límite de los 800mW, pero está adentro con un margen de 200mW).

El problema está con esa resistencia, no solo es inútil (ya vas a ver porque), sino que deberá ser de por lo menos 3,5W.

Ahora si te ponés analizar como esta conectada esa configuración, te das cuenta que Q1 de las 2 formas está mal conectado, ya que debería estar conectado de esta forma y sin R1:



La diferencia es que el circuito que vos propusiste no era un Darlington (el colector de Q1 debe estar conectado al colector de Q2 y no a Vcc) y este si lo es, por eso cometí el error de Q1 al no corregirte esa conexión de colector.

Fijate que ahora si Q1 casi no trabaja en la zona activa, cuando conduce tenés esta condición:

Icq=400mA
Vceq=Vceq2(sat)=1,5v
P=600mW (entra justo, pero con un margen de 200mW)

Perdona por no haberte corregido antes ese error, espero que no hayas volado Q1, pero si lo hiciste asi se aprende
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