Транзисторные ключи.

Martin76

Ну если 1-3 выхода задействованы, тогда ULN конечно излишняя. Транзисторный ключ - транзистор нпн, резистор и диод, параллельно обмотке реле.

Реклама

Alexeyslav

Вообще строго говоря, диод очень часто бывает именно что лишним. Применение диода параллельно катушке реле увеличивает время её отключения, и чем больше реле тем дольше будет отключаться. Когда время переключения очень важно, то диод только всё испортит.

Ключ по схеме с ОЭ не инвертирует сигнал если реле включено в коллекторную цепь - когда подаёшь напряжение на базу реле срабатывает. Решение использовать транзистор с ОК имеет очевидный недостаток - напряжение на реле будет всегда меньше напряжения на базе транзистора, если с микросхемы выйдет 2 вольта то 5-вольтовое реле попросту не сработает! Т.к. на него попадёт лишь 1.5В

Применение сборки ключей на ULN всегда оправдано, даже если надо два канала - банально микросхема занимает меньше места и стоит как парочка аналогичной мощности транзисторов.

Если же надо коммутировать реле относительно "-" провода и реле никак не перенести в "+" то решение должно состоять из двух транзисторов - сначала NPN а затем PNP оба включенные по схеме с ОЭ с соответствующими шунтирующими и ограничивающими резисторами.

Реклама

Feodor76

Alexeyslav писал(а):Применение диода параллельно катушке реле увеличивает время её отключения, и чем больше реле тем дольше будет отключаться. Когда время переключения очень важно, то диод только всё испортит.

Речь идёт о просто задержке в отключении на доли секунды или о скорости размыкания контактов и как следствие о ресурсе контактной группы?
И если речь идёт только о задержке отключения, то интересно узнать несколько применений реле где доля секунды играет роль? Наверное в таких приложениях используются ключи на семисторах, полевиках, биполярниках и т.п.

const1105

Вообще строго говоря, диод очень часто бывает именно что лишним. Применение диода параллельно катушке реле увеличивает время её отключения, и чем больше реле тем дольше будет отключаться. Когда время переключения очень важно, то диод только всё испортит.

Вы в курсе зачем диод ставиться?
А для скоростного размыкания обычные реле все равно не пригодны.

Реклама

ptr128

Alexeyslav писал(а):Применение диода параллельно катушке реле увеличивает время её отключения

Не понимаю. В момент отключения диод закорачивает обмотку реле. А значит, ток в реле должен уменьшиться быстрее, а не медленней.

Alexeyslav писал(а):если с микросхемы выйдет 2 вольта то 5-вольтовое реле попросту не сработает! Т.к. на него попадёт лишь 1.5В

Вы явно не по топику отвечате. У ТС речь идет о 13 вольтах питания для 12 вольтового реле. 1-2 вольта падения напряжения на эммитерном повторителе здесь никак не повлияют.

Alexeyslav писал(а):Применение сборки ключей на ULN всегда оправдано, даже если надо два канала - банально микросхема занимает меньше места и стоит как парочка аналогичной мощности транзисторов.

А Вы сами попробуйте. Три транзисторных ключа на плате займут всегда меньше места, чем 16-ти ногий DIP. четыре - незначительно меньше или столько же.
С ценой Вы меня вообще заинтриговали. ULN2003A дешевле, чем по 5 рублей за корпус мне ни разу не попадался. А 2N3904 по 50 копеек - хоть сейчас.

Реклама

Jack_A

Feodor76 писал(а): Речь идёт о просто задержке в отключении на доли секунды или о скорости размыкания контактов и как следствие о ресурсе контактной группы?

И то, и другое. Ток в обмотке реле уменьшается плавно за счет протекания его через диод.

Реклама

ptr128

Jack_A писал(а):Ток в обмотке реле уменьшается плавно за счет протекания его через диод.

Я ничего не понимаю. А если убрать диод и ток не будет протекать через него, то ток в обмотке станет уменьшаться резко?
Не стыкуется с законом сохранения энергии. В первом случае, ток совершил работу по разогреву диода. Какую работу совершил ток если не было диода?

Попробую все же изложить, как я понимаю данный процесс. Поправьте, если ошибаюсь.
Пусть у индуктивности в нашей цепи контакт А имеет положительный потенциал, а контакт Б - отрицательный. Электроны в индуктивности послушно двигаются от Б к А. Когда цепь разрывается, из-за эффекта самоиндукции движение электронов не может прекратиться мгновенно. Они продолжают двигаться от Б к А. В результате, потенцал Б становится более отрицательным, чем потенциал А. И именно в этот момент включается защитный диод, выравнивая разности потенциалов между А и Б.

В случае управления транзистором, такая обратная полярность на индуктивности приведет и к обратной, относительно базы, полярности на коллекторе. А значит, БК переход окажется в режиме диода и через него потечет ток, способный убить БК переход.

fedyaok

Постоянная времени переходного процесса для тока в цепи с индуктивностью = L/R. Аналогия с напряжением для емкости RC.
Т. е. чем меньше сопротивление, через которое замыкается ток обмотки, тем дольше будет идти переходный процесс. Если сопротивление параллельно не ставить, то в формулу все равно надо будет что-то ставить, а это очень большое сопротивление, стремящееся к бесконечности, через которое потечет тот же ток, но создаст гораздо более высокое напряжение с искрой и пробоем чегонить, но зато быстро

. Поэтому и ставят диоды. Можете, конечно извратиться и поставить последовательно с диодом сопротивление, дабы уменьшить время спадания тока, но кому нужно такое скорострельное реле?

Slabovik

ptr128 писал(а):В момент отключения диод закорачивает обмотку реле. А значит, ток в реле должен уменьшиться быстрее, а не медленней.

Медленнее. Потому что в магнитном поле энергия. Кода диод есть, ЭДС для поддержания тока минимальна, а значит и расход энергии минимален, что значит, что магнитное поле ослабевает медленнее.

Для ускорения отпускания реле и для сохранения функции защиты коммутирующего транзистора ставят не диод, а стабилитрон (супрессор). Суть в том, что напряжение на стабилитроне можно выбрать достаточно большое, какое только коммутирующий транзистор выдержит, а это значит, что энергия магнитного поля будет израсходована многократно быстрее.

Когда диода нет, энергия всё-равно расходуется на перезарядку межвитковых емкостей, токи Фуко, утечки, искру и т.д. В особенности на Фуко и искру много уходит, но эдс самоиндукции при этом, соответственно, улетает в небеса (искра-то откуда?)

surikk

короче спор не путевый.
я рассмотрел предложение с ULN - оно эффективно и на мой взгляд удобней чем куча транзисторов.
но в моем случае камнем стали реле - они стоят каких то бешенных денег
во общем нашел не дорого галетный переключатель на 4 положения - пока остановился на этом. минус то что громоздко и вероятность поломки выше чем на элементах. но так как делается протопит - пойдет и так.

platinum

Добрый день! Подскажите пожалуйста как реализовать управление цепочкой светодиодов с PWM выхода Arduino положительным полюсом (диоды нескольких типов объединены по минусу).
Напряжение для нагрузки +12В, ток 20mA
PWM выход с Arduino +5В

Если "+" подключить к светодиоду и а разрывать "-" то все работает как надо, и с помощью IRF540 и c помощью КТ3102.
Но необходимо реализовать управление по "+" (т.к. "-" у светодиодов общий, соответственно тогда включаются все группы сразу)

Спойлер

Получается, судя по всему, нужно использовать p-n-p транзистор. Как раз есть еще КТ3107, но не удается заставить схему работать. На выходе всегда +12, вне зависимости от выхода PWM.

xand

Всем привет,

Наконец нашел момент и собрал транзисторный каскад. Работать будет в ключевом режиме, то есть вкл/выкл.

Прошу совета более опытных мастеров, может я что то не так сделал или можно как то улучшить схему. В частности, не нужно ли поставить сопротивление на землю с базы второго транзистора, чтобы он гарантировано запирался. На прототипе она работает, но перед тем как начинать паять хочу вот посоветоваться. Хочу уточнить что каскад этот только в теории, на практике же подобное решение сделано для того чтобы выход отпирался при наличии сигнала на GPIO.

Еще вопрос по теме, на "правильных" схемах каскада всегда присутствуют два конденсатора назначение которых я понять не могу и вообще имеет ли смысл ставить.

Заранее благодарю.

Jack_A

platinum писал(а): Получается, судя по всему, нужно использовать p-n-p транзистор. Как раз есть еще КТ3107, но не удается заставить схему работать. На выходе всегда +12, вне зависимости от выхода PWM.

Я охреневаю ! На схеме черным по белому нарисован n-p-n транз., человек пытается впиндюрить туда p-n-p и дико удивляется, что не работает. Это еще пол-беды, но при таком включении должен выгореть на фиг управляющий выход - они не любят, когда им через прямо смещенный диод засифонивыют 12В и обычно выгорают.
И при чем тут реле? Даются 2 никак друг с другом не связанные схемы, и горестный стон : "почему ?" Привел бы автор свой гибрид из этих двух схем, и что он хочет получить ?
Может, натолкнет на мысль : http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 6#p2970456 Там схема управления от низковольтной логики разрывом цепи более высокого напряжения.

Martin76

Jack_A писал(а):когда им через прямо смещенный диод засифонивыют 12В и обычно выгорают.

Да нет, если через резистор подать 12В, то через защитный диод и паразитный диод ключа напряжение на выходе МК будет ограничено на уровне Uпит +0,6-0,7В, чего они вполне допускают. Для согласования уровней можно использовать несколько схем, схемы известны и раз десять только я их приводил.

Для управления активным нулевым уровнем проще всего использовать схему с нпн транзистором с общей базой и пнп или Р канальный мосфет.

Jack_A

Да, я не обратил внимания на R в базе. Не сгорит, но и не заработает.

Martin76 писал(а): Для согласования уровней можно использовать несколько схем, схемы известны и раз десять только я их приводил.

По этому вопросу уже пора и FAQ соорудить

sstvov

Вот такая схема подойдёт, сопротивление что на 1к лучше увеличить до 10к

Jack_A

Спасибо за добрую память об моей схеме от 15.03.15

Cопротивление увеличивать не надо - для лучшего запирания при + температуре.

Martin76

Jack_A писал(а):По этому вопросу уже пора и FAQ соорудить

Да уж, "как подключить 12В(24, 220,100500...) нагрузку к Ардурине"

Хотя если просто знать, как работают транзисторы, даже очень поверхностно, то схемы согласования можно придумывать никого не спрашивая.

Jack_A

Спойлер

При современной деградации образования, боюсь, даже не каждый выпускник тех. вуза сможет внятно объяснить разницу меж p-n-p и n-p-n

Квадратики, стрелочки - системная интеграция - оп-ля, готов проект из блоков Samsung, Intel, ABB, работающих в штатном режиме. А что там унутре? А нам пофигу!

И вопросы многих форумцев - людей не из последних, раз интересуются - это подтверждают.

metan

Здравствуйте, уважаемые специалисты.
В 2-3 словах суть проблемы.
Есть часы-градусник размером 2 на 0,6 м. На 7-сегментных индикаторах, каждый сегмент из кучи светодиодов. Куплены у фирмы eltablo.ru несколько лет назад. Классика жанра - отработали 1 год и 1 день и крякнула половина одного сегмента. Позвонили в Москву, грят везите, отчиним. За денежки, конечно. Сняли (высота 8 м, вышка, все дела). Везти в столицу за 400 км решил оставить как запасной вариант, решил глянуть сам.
Разобрал, 2 блока питания на 12 вольт, процессорный блочок на 8 меге и 2 одинаковых платы с регистрами и ключами. Самым сложным делом было отсоединить от плат вдребезги залитые клеем разъемы.
На каждой плате по 4 регистра 4094 и по 4 ULN2803. Индикация - статика, аноды светодиодных сборок висят на +12. Выводы ключей соединены попарно (монтажное "ИЛИ"). Измерил ток сегмента - около 400 мА, т.е. по 200 на каждый ключ. Вроде как в допуске. Меняю ULN, гоняю, собираю, вешаем (высота 8 м, вышка, все дела).
Проработали около года, начал опять гаснуть 1 сегмент, но не сильно. Пока суть-да дело, погас второй. Уже знаем, что делать (высота 8 м, вышка, все дела).
Вскрытие... Сдохло уже 2 ULN. Одна наглухо, одна частично. Обе, которые стояли изначально. Меняю, гоняю, и сеанс промышленного альпинизма.
Проработали около года, начал опять гаснуть 1 сегмент, а затем почти сразу же еще 2. Мы уже привычные, (зима, мороз, вьюга, высота 8 м, вышка, все дела).
Вскрытие... Сдох один из блоков питания и 1 улн. Второй блок тоже воздух отнюдь не озонировал... Решил заменить блоки питания на один нормальный навигаторовский. Заменил БП, улн. Случайно во время теста дотронулся до улн и офигел, температура всех ключей ужасная, градусов 60 как минимум. Приклеил на термоклей радиаторы на все 8 улн. Вешаемся.
Работаем еще год. Да твою-же мать! Дохнет часть сегмента. Тополиный пух, жара, июль, высота 8 м, вышка, все дела.
Вскрытие... Сдохла улн. (которая уже мной впаяна)

Господа, моё терпение лопнуло, решил заменить на мосфеты ( сборка из 2-х транзисторов IRF8313 - Continuous Drain Current 9.7А, VGS @ 10V ****** RDS(on) max 15.5 mOhm @VGS = 10V )
Вроде как судя по даташиту от 5 вольт должны нормально открываться.
Схема блока (часть) и проектируемая схема замены

Питание немного хочу уменьшить на величину падения напряжения на ключе улн-ки (для сохранения прежнего тока через светодиоды), благо БП теперь это позволяет.
Вот такие 8 модульков хочу туда попробовать вживить.

Вопросы - жизнеспособно ли данное решение? Верно ли выбран номинал резисторов в затворах транзисторов (1к)?

Буду очень признателен за любые комментарии, рекомендации, советы.
Спасибо.