从微控制器驱动LED灯条


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我想使用PWM从微控制器驱动LED灯带来控制亮度。我的测试条在12V电压下大约需要1.5A电流。我只熟悉纯低功耗数字电子产品,因此想检查这些假设是否正确并获得建议:

  • 如果我使用NPN晶体管来驱动该晶体管,则该晶体管在导通时将下降约0.7v,因此在导通时将耗散超过1W的功率。
  • 这将需要一个相当矮小的晶体管和一个散热片,如果可能的话,我想避免它们。
  • 因此,最好使用电阻低得多的mosfet,这样我也许可以摆脱较小的mosfet甚至没有散热片的困扰?

  • 但是,从各种MOSFET的规格来看,我可以买到它,看起来像任何能够通过此电流的器件都需要超过3.3v的电压,我可以从微控制器获得完全开启的电压。

  • 那么,我最好让一个小的NPN晶体管将12v开关到mosfet的输入以控制实际的LED灯带吗?(很抱歉,我无法在这台计算机上绘制图表,但以后可以根据需要添加一个图表)

我的假设是正确的,有人有什么建议或更好的方法吗?我也对合适零件的推荐感兴趣,尽管这不是我的主要问题。

(编辑:我正在寻找其他能够回答此问题的帖子,但找不到与我想要的内容完全相同的东西,如果某人具有指向重复项的链接,请发布该帖子,我会很乐意结束问题)。

Answers:


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对于12伏时1.5 A,3.3伏开关的情况,这是一个工作得很好的MOSFET解决方案。这里建议使用的MOSFET是IRLML2502,可从eBay和其他站点购买,价格低至2.35美元,每10张免费送货。

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

IRLML2502 在2.5伏栅极电压下的最大导通电阻为0.08欧姆,而在栅极电压接近3.3伏时则更低。它可以承受20伏的源漏电流,因此在12伏电源下可以很好地工作。漏源电流额定值大于3安培,提供超过100%的安全裕度。

在0.08欧姆和1.5安培时,MOSFET 完全导通时将耗散180毫瓦。即使允许PWM的开关沿,耗散也不会超过250 mW左右,因此该应用不需要散热器。

关于假设:

  • NPN晶体管的跌落和耗散正确,因特定晶体管的Vce而有所不同
  • 矮矮胖胖的晶体管(BJT)并非如此,但典型的是TO-220尺寸,是的,需要散热片
  • 是的,请参阅上面的建议MOSFET
  • 不正确的是,有几种低成本的MOSFET可以稳定地在低于3.3V的电压下导通,并且可以轻松通过1.5A的电流
  • 不,对于NPN BJT,在基极电流等周围始终存在平衡作用。MOSFET是电压驱动的器件,工作量小得多

您的某些假设是正确的。这个答案提供了一种更好的方法,我相信还有其他方法。


谢谢,这非常有帮助,我将查找该设备的规格,但我自己找不到类似的东西,因此非常有帮助。
约翰·伯顿

设备规格在上面答案中的数据表中链接,非常乐意提供帮助。
Anindo Ghosh

IRLML2502是一个很好的建议,但您的电路却不是。您可以在栅极上以3.3 V的电压驱动FET,但是您不想降低它。R2和R1构成一个分压器,可大大降低栅极驱动器。在这种情况下,将R2替换为短路而完全丢失R1,基本上直接从数字CMOS输出驱动栅极。如果要确保其醒来,请在门上放一个10 kOhm的下拉管。这样就不会干扰正常操作。
奥林·拉斯洛普

谢谢@OlinLathrop。我想我需要下拉菜单来确保安全,因为看起来半个意外打开设备会使它非常迅速地过热...
John Burton

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@ hamsolo474 MOSFET的栅极接地端几乎是无限大的电阻,因为通过R2的直流电流可以忽略不计。也许您正在将栅极结建模为短路。
Anindo Ghosh

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首先想到的是这个电路:-

在此处输入图片说明

MCU将打开或关闭BC547(实际上任何NPN都会这样做),这会将12V施加(或移除)到P沟道FET的栅极。您将需要一个低导通电阻的P通道FET。0.1 Rds(on)的耗散小于0.2W,因此这是开始寻找FET的好方法。

如果您以100赫兹为单位进行切换,则FET的10k栅极到源极是可以的,但是如果您处于数kHz的范围内,则1k值会更好。

IRLML5203可能是一个不错的选择-它具有0.098 ohm Rds(on),30Vmax,3Amax且为SOT23


这几乎就是我的想法。谢谢您的建议和图表:)
John Burton
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