Frage:
Schaltrelais mit PNP- und TTL-Pegeln
Erik
2010-06-10 10:10:08 UTC
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Ich kann mich nicht darum kümmern, wie ich ein Relais (24 V, 160 Ohm) mit einem PNP-Transistor tip32a ansteuern kann, der TTL-Eingänge von einem Controller hat. Ich kann meine Widerstände leicht berechnen, wenn ich die NPN-Variante (tip31a) verwende ), aber ich kann mir nicht vorstellen, wie man den Transistor mit nur TTL ausschaltet. Das Relais wird mit 29,4 V versorgt und hat einen Widerstand in Reihe, um die entsprechenden 24 V für das Relais zu liefern. Und natürlich gibt es eine Diode über dem Relais.

Alle Tipps werden sehr geschätzt, aber bitte beachten Sie, dass ich im Moment keinen Transistor außer dem tip32a verwenden kann.

Vier antworten:
#1
+7
JustJeff
2010-06-10 16:10:45 UTC
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Wenn Sie einen Open-Collector- oder Open-Drain-Logikausgang haben, können Sie damit einen PNP ansteuern, solange das Gerät für Ihre Versorgungsspannung ausgelegt ist. Verwenden Sie in dieser Konfiguration einen Pull-up-Widerstand von der Versorgung zur Basis des PNP, um sicherzustellen, dass der PNP standardmäßig auf OFF steht. Verbinden Sie nun die Basis des PNP über einen zweiten Widerstand mit dem Logikausgang mit offenem Kollektor, dessen Wert gerade genug Strom von der Basis des PNP ziehen sollte, um ihn zur Sättigung zu bringen.

Die Werte sind nicht zu schwer zu berechnen. Das Pull-up möchte normalerweise etwas Großes sein, wie 50K oder 100K. Der Logikwiderstand sieht die Versorgungsspannung abzüglich des Sättigungs-E-B-Abfalls des PNP abzüglich des Vce sat des Logikausgangs. Grundsätzlich beträgt die Versorgungsspannung minus etwa ein Volt. Wenn Sie von dort aus den erforderlichen Basisstrom zum PNP kennen, können Sie den genauen Wert ermitteln. (Stellen Sie sicher, dass der erforderliche PNP-Basisstrom zur Sättigung nicht größer ist als die Stromsenkenkapazität des Logik-Pins!)

Wenn Sie keinen OC / OD-Ausgang haben, können Sie puffern Ein reguläres Ausgangssignal mit einem kleinen NPN-Transistor wie einem 2n2222 oder 2n3904 usw. Ein typischer TTL-Ausgang, der die Basis eines kleinen NPN durch etwa 1K bis 2,2K treibt, gibt Ihnen die Art von offenem Kollektor (den Kollektor des NPN). das habe ich oben angenommen.

Vielen Dank, nachdem wir uns heute bei meinem Praktikum mit einem meiner Kollegen beraten hatten, stellten wir fest, dass es in Multisim ein Problem gab, mit dem ich meine Antwort überprüft hatte. Welches war der gleiche Ansatz, wie Sie beschreiben.
Kennen Sie TTL-ICs, die 30 V an ihren OC-Ausgängen zulassen? (Normale Betriebsspannung, keine absoluten Maximalwerte)
@amadeus - Der 74LS06 hat maximal 30 V an den Ausgängen. Natürlich möchten Sie im Allgemeinen nicht mit der maximalen Bewertung * laufen *, aber die angegebenen 29,4 geben zumindest einen kleinen Spielraum (obwohl ich persönlich lieber etwas mehr sehen würde)
#2
+4
jluciani
2010-06-10 16:15:44 UTC
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Sie können den PNP nicht mit TTL-Pegeln ein- und ausschalten. Da der Emitter an 29 V gebunden ist, muss die Basis bei 29 V sein, um ihn auszuschalten. Sie müssen eine Pegelverschiebung mit einem zweiten Transistor durchführen, der entweder ein NPN- oder ein N-Kanal-MOSFET ist.

Unter Verwendung eines NPN-Transistors wird der Strombegrenzungswiderstand dann bestimmt durch

\ $ R = \ dfrac {(29.4 - V_ {be1} - V_ {ce2})} {I_ {b1}} \ $

wobei \ $ V_ {be1} \ $ und \ $ I_ {b1} \ $ für den PNP-Transistor und \ $ V_ {ce2} \ $ für den NPN-Transistor stehen .

#3
+1
Zork
2010-07-18 22:27:13 UTC
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Warum verwenden Sie kein NPN als TIP31 / TIP122-Transistoren? Es wird sehr einfach sein.

Wenn Sie NPN nicht verwenden können, verwenden Sie den TIP32 für einen gemeinsamen Emitter und setzen Sie auf der Basis einen NPN mit kleinem Signal als 2n2222 für einen gemeinsamen Emitter mit einem Widerstand ( R1) auf dem 29V (VCC), setzen Sie diesen Block mit einem Widerstand (R2) zusammen und berechnen Sie R2 auf die gleiche Weise wie Sie die Berechnung auf NPN (Sättigungsbedingung) durchführen.

Gehen Sie dann zu Rbase von Stellen Sie beim NPN sicher, dass es sich im Sättigungszustand befindet, damit der I2-Strom in ihn fließt.

Der R1-Wert ist nicht so wichtig wie der oben angegebene. Verwenden Sie ihn daher, um eine schnellere Schaltbedingung zu erzielen. Da die Last langsamer ist, geben Sie einen Wert ein, bei dem die Leistung etwa 1/5 der max. IC (NPN), es wird in diesem Fall gut funktionieren.

Wenn Sie irgendwelche Zweifel haben, machen Sie eine Gewürzsimulation, um zu sehen, ob es funktioniert oder nicht, ob die Transistoren auf Sättigung sind und diese Dinge ...

Gute Arbeit für Sie!

Ich verstehe nur halb, aber wenn R1 der Widerstand zwischen dem Kollektor des NPN und der Basis des TIP ist, ist sein Wert verdammt wichtig! Der TIP hat nur ein niedriges Beta und Sie müssen sicherstellen, dass Sie es sättigen.
"Setzen Sie diesen Block mit einem Widerstand (R2) zusammen". Was?
#4
+1
stevenvh
2012-04-29 17:50:03 UTC
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29,4 V sind nur 2% von 30 V, und die meisten Netzteile haben Toleranzen von bis zu 5%, sodass 29,4 V genauso gut 30,9 V betragen können.
Die Lösung von JustJeff basiert auf einem TTL-Ausgang mit offenem Kollektor, was nach einer guten Idee klingt, um mit der Hochspannung fertig zu werden. Wenn Sie das Datenblatt lesen, wird der 30-V-Ausgang jedoch als Absolute Maximum Ratings (AMR) angezeigt. AMR ist für außergewöhnliche Bedingungen gedacht. Sie sollten bei diesen Werten nicht kontinuierlich arbeiten. Sie können also keinen Open-Collector-Ausgang direkt verwenden.

Die Alternative ist ein üblicher Gegentaktausgang, der einen NPN-Transistor ansteuert, der wiederum den TIP32A ansteuert. Obwohl der TIP32A ein Darlington ist, hat er einen außergewöhnlich niedrigen \ $ H_ {FE} \ $: 50 bei 1A.

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Angenommen, Sie benötigen 1A, muss der Basisstrom mindestens 20 mA betragen. Das ist der Kollektorstrom des NPN. Ein BC847C hat ein \ $ H_ {FE} \ $ von mindestens 400, sodass 50 \ $ \ mu \ $ A Basisstrom benötigt werden. Das ist in Ordnung, TTL kann weit weniger Quellen liefern als sinken, aber die 50 \ $ \ mu \ $ A sind weniger als die 400 \ $ \ mu \ $ A, die es liefern kann.

Wählen wir einen Basiswiderstand von 22k \ $ \ Omega \ $, der einen Basisstrom von 195 \ $ \ mu \ $ A ergibt. Ein 1000 \ $ \ Omega \ $ -Widerstand zwischen dem Kollektor des NPN und der Basis des TIP32A ermöglicht etwa 28 mA, genug, um die 1A zu erhalten, und einen Strom, den der NPN auch mit dem angegebenen Basisstrom liefern kann.

In diesem Setup fügen Sie normalerweise einen Pullup-Widerstand zwischen der Basis und dem Emitter des TIP32A hinzu, damit der Leckstrom des NPN ihn nicht einschaltet. Der TIP32A verfügt jedoch über integrierte Widerstände, und der niedrige Leckstrom des NPN von <5 \ $ \ mu \ $ A fällt nur um 40 mV ab, viel zu wenig, um ihn einzuschalten.

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Wenn Sie 3A vom TIP32A möchten, benötigt er mindestens 100 mA Basisstrom und Sie benötigen auch einen Darlington für den NPN, wie den BCV47.



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