Conducir tira de LED desde microcontrolador

9

Quiero conducir una tira de LED desde un microcontrolador usando PWM para controlar el brillo. La tira que tengo toma alrededor de 1.5A a 12V. Solo estoy familiarizado con la electrónica digital de baja potencia, por lo que quería verificar si estas suposiciones son correctas y obtener algún consejo:

  • Si uso un transistor NPN para conducir esto, el transistor cuando se enciende caerá aproximadamente 0.7v, por lo que se disipará más de 1 vatio cuando se encienda.
  • Esto requeriría un transistor razonablemente grueso y un disipador de calor que quiero evitar si es posible.
  • Entonces, ¿sería mejor usar un mosfet que tenga una resistencia mucho menor para poder escapar con uno más pequeño y tal vez sin disipador de calor?

  • Sin embargo, al observar las especificaciones de los diversos MOSFET que puedo comprar, parece que cualquiera que pueda pasar esta cantidad de corriente requiere considerablemente más de 3.3v que puedo obtener de mi microcontrolador para encender por completo.

  • Entonces, ¿es mejor tener un pequeño transistor NPN que cambie 12v a la entrada de un mosfet para controlar la tira de LED real? (Lo siento, no puedo dibujar un diagrama en esta computadora, pero puedo agregar uno más tarde si es necesario)

¿Son correctas mis suposiciones? ¿Alguien tiene algún consejo o una mejor manera? También me interesarían las recomendaciones de piezas adecuadas, aunque esa no es mi pregunta principal.

(Editar: Busqué otras publicaciones que respondieran esto y no encontré nada que fuera lo que quería, si alguien tiene un enlace a un duplicado, publíquelo y con gusto cerraré la pregunta).

John Burton
fuente

Respuestas:

8

Para 1.5 A a 12 voltios, conmutado por 3.3 voltios, aquí hay una solución MOSFET que funcionaría bien. El MOSFET sugerido aquí es un IRLML2502 disponible en eBay y otros sitios por tan solo $ 2.35 por 10 con envío gratis.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El IRLML2502 tiene una resistencia de encendido máxima de 0.08 ohmios a un voltaje de puerta de 2.5 voltios, y menor a medida que el voltaje de la puerta se acerca a 3.3 voltios. Puede soportar un drenaje de 20 voltios a la fuente, por lo que funcionará bien con un suministro de 12 voltios. La corriente nominal de drenaje-fuente es superior a 3 amperios , lo que proporciona un margen de seguridad superior al 100%.

A 0.08 ohmios y 1.5 amperios, el MOSFET se disipará 180 milivatios cuando esté completamente encendido. Incluso teniendo en cuenta los bordes de conmutación del PWM, la disipación no excederá de 250 mW más o menos, por lo tanto, no se requiere disipador de calor para esta aplicación.

Con respecto a los supuestos:

  • La caída y la disipación del transistor NPN son correctas, dan o toman un poco debido a Vce de transistores específicos
  • Transistor grueso (BJT), no realmente, pero un tamaño TO-220 sería típico, y sí, se requeriría un disipador de calor
  • Sí, vea el MOSFET sugerido arriba
  • No es correcto, hay varios MOSFET de bajo costo que se encienden sólidamente por debajo de 3,3 voltios y pueden pasar fácilmente 1,5 amperios
  • No, con un NPN BJT siempre hay un acto de equilibrio alrededor de la corriente base, etc. Los MOSFET son dispositivos impulsados ​​por voltaje, funcionan con menos alboroto

Algunas de sus suposiciones son correctas. Esta respuesta proporciona una mejor manera, y estoy seguro de que hay otras.

Anindo Ghosh
fuente
Gracias, esto es muy útil y buscaré las especificaciones de ese dispositivo, no pude encontrar algo así, así que esto es muy útil.
John Burton
Las especificaciones del dispositivo se encuentran en la hoja de datos vinculada en la respuesta anterior, feliz de haber sido de ayuda.
Anindo Ghosh
El IRLML2502 es una buena sugerencia, pero su circuito no lo es. Puede conducir ese FET con 3.3 V en la puerta, pero no desea bajar. Su R2 y R1 forman un divisor de voltaje que reduce drásticamente el accionamiento de la puerta. en este caso, reemplace R2 con un corto y pierda R1 por completo, básicamente conduzca la puerta directamente desde una salida digital CMOS. Ponga un pulldown de 10 kOhm en la puerta si desea asegurarse de que se despierte. De esa manera no interferirá con el funcionamiento normal.
Olin Lathrop
Gracias @OlinLathrop. Supongo que quiero el menú desplegable para la seguridad ya que parece que la mitad de inflexión en el dispositivo por accidente haría sobrecalentamiento muy rápidamente ...
John Burton
1
@ hamsolo474 La unión de puerta a tierra del MOSFET es casi una resistencia infinita, ya que la corriente de CC a través de R2 será insignificante. Quizás esté modelando la unión de la puerta como un cortocircuito.
Anindo Ghosh
3

El primer pensamiento es este circuito: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

La MCU encenderá o apagará el BC547 (prácticamente cualquier NPN lo hará) y esto aplicará (o eliminará) 12V a la puerta del canal P FET. Necesitará un canal P fet con baja resistencia. 0.1 Rds (encendido) se disipará menos de 0.2W, por lo que es un buen punto para comenzar a buscar el FET.

Si está cambiando en los cientos de hercios, entonces 10k de puerta a fuente está bien para el FET, pero si está en la región de varios kHz, un valor de 1k sería mejor.

Posiblemente, IRLML5203 es una opción decente: tiene 0.098 ohmios Rds (encendido), 30Vmax, 3Amax y es SOT23

Andy alias
fuente
Esto es más o menos lo que estaba pensando. Gracias por el consejo y el diagrama :)
John Burton