W takim układzie tranzystor jest nasycony czyli Uc<Ub, dla zapewnienia tego prąd bazy musi być większy niż prąd kolektora podzielony przez współczynnik wzmocnienia stałoprądowego β (h21E <- E duże).
Prąd kolektora wynika z napięcia zasilania Ucc i rezystancji obciążenia (układ z przekaźnikiem lub rezystorem):
Ic=(Ucc-Ucesat)/Rc
Ucc - napięcie zasilania
Ucesat - napięcie kolektor-emiter w nasyceniu (0.1V-0.4V) rośnie z prądem Ic
Rc - rezystancja obciążenia (rezystora, cewki przekaźnika).
Jeżeli sterujesz przekaźnikiem to dajesz mu równolegle do cewki diodę prostowniczą na 100-200V (zależy od napięcie zasilania) włączoną przeciwnie do kierunku przepływu prądu roboczego. Działa ona w momencie wyłączania tranzystora zwierając napięcie indukowane w cewce wynikające z zanikania pola magnetycznego. Zabezpiecza to tranzystor przed zniszczeniem (przebiciem). Bez diody to napięcie na cewce impulsowo wynosi
U=-L*di/dt
gdzie
L - indukcyjność cewki przekaźnika
di/dt - szybkość zmiany prądu w cewce (zanikania prądu)
Uwaga: Dioda włączona równolegle do cewki wydłuża czas wyłączania przekaźnika - można go skrócić przez włączenie równolegle do cewki diody typu transil JEDNOKIERUNKOWY (szybki Zener) o napięciu:
Udt <(Ucc-Ucesat), który ograniczy napięcie na cewce ale skróci czas przepływu prądu samoindukcji.
Jeżeli sterujesz diodą led to prąd kolektora wynosi:
Ic=(Ucc-Ucesat-Ud)/Rc
Ud - napięcie na diodzie led (zależy od koloru od 1.8V do 4V)
Rc - rezystancja rezystora szeregowego diody:
prąd diody przyjmujesz od 5 mA do 20 mA zależnie od typu i przyjmujesz go za Ic, z tego liczysz rezystor ograniczający Rc:
Rc=(Ucc-Ucesat-Ud)/Ic gdzie Ic=przyjęty prąd diody
teraz obwód sterowania:
prąd Ib>Ic/β
zwykle przyjmuje się Ib=k*Ic/β
gdzie
k - współczynnik przesterowania równy 3÷5
prąd Ib
Ib=(Uwe-Ube)/Rb
Ube - napięcie na złączu baza-emiter tranzystora (0.6÷0.75V)
Uwe - maksymalne napięcie wejściowe
Rb - rezystor szeregowy w obwodzie bazy
jeżeli napięcie wejściowe jest bipolarne to należy równolegle do złącza baza emiter tranzystora dać diodę półprzewodnikową (np. 1N4148) włączoną przeciwnie do kierunku złącza. Wynika to z faktu, że napięcie przebicia złącza B-E przy odwrotnej polaryzacji wynosi ok. 5-6V a dioda ograniczy to napięcie wsteczne do ok. 0.7V.
Rb wyznaczamy z wzoru:
Rb=β*(Uwe-Ube)/(k*Ic)
i przyjmujemy jakąś pobliską, większą wartość rezystancji z szeregu 5%
wartość k należy przyjąć wystarczającą do nasycenia tranzystora ale nie za dużą, bo zbyt duży prąd bazy wydłuża wyłączanie tranzystora (rozładowanie pojemności w tranzystorze) co może czasem mieć znaczenie.
Tranzystor powinien być dostaosowany do parametrów układu:
Icmax> Ic, Ucemax> Ucc, Ptot (moc maksymalna)> Ucesat*Ic
Na załączonym schemacie wybierasz sobie co jest obciążeniem czy samo Rc, czy obwód z LED, czy z przekaźnikiem czy przekaźnikiem i LED (wtedy Ic jest sumą prądów w obwodzie diody i przekaźnika).
Dla układu z tranzystorem PNP odwracasz polaryzacje zasilań i diod
(D1 jeżeli jest wymagana jej obecność i równoległej do przekaźnika).
I tyle !
Załączniki:
-
stertranz.jpg
(9.76 KB)
Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
