2n2222 NPN-Low-Side-Schalter funktioniert nicht mit 31 V

Ich versuche meine erste etwas fortgeschrittenere Schaltung und scheitere. Ich habe einen LED-String, den ich mit einem mitgelieferten 31-V-0,21-A-Netzteil betreibe. Jetzt versuche ich, es mit einem 2n2222 NPN-Transistor ein- und auszuschalten, den ich mit einem Raspberry Pi 3,3 V GPIO steuere. Anfangs hatte ich auch einen Optokoppler drin, um meine Himbeere sicher zu halten, aber ich nahm ihn weg, um zu bestätigen, dass es nicht das Problem ist.

Ich habe den Emitter an Masse, den Kollektor an die LEDs und den GPIO an die Basis über zwei 220-Widerstände angeschlossen, wodurch 440 Ohm erreicht wurden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Jetzt hat das Setzen des GPIO auf hoch oder niedrig keinen Einfluss auf die Lichter (zumindest merklich). Stattdessen brennen die Lichter stetig mit einem schwachen Schein. Das Entfernen des GPIO vom Basisstift schaltet die Lichter vollständig aus. Es fällt mir schwer zu verstehen, was los ist.

Einige Fragen, die dies lösen könnten: Ich habe meine Widerstandsberechnungen auf dieses Tutorial gestützt und dabei 100 hFE angenommen. Beim hFE-Wert bin ich mir nicht sicher. Das 2n2222-Datenblatt sagt nicht wirklich, was es mit 31 V und 0,21 A ist. Gibt es hier Hilfe?

Die 31 V sind ziemlich hoch (meiner Meinung nach seltsame Wahl des Lichtherstellers), aber der Transistor kann bis zu 40 Vce und 1 A verarbeiten. Verstehe ich hier etwas falsch?

Eine Möglichkeit ist, dass ich irgendwie falsch hoch und tief gekommen bin. Klingt das Verhalten so, als könnte es durch eine umgekehrte Schaltung verursacht werden?

Lösung Dank @WillDean wurde mir klar, dass ich zwei Gründe verwendete, die eine ganze Menge Dinge durcheinander brachten. Mir war nicht klar, dass dies ein Problem ist, bevor das Offensichtliche festgestellt wurde.

Welchen LED-String verwendest du? Poste bitte auch Bilder und Schaltpläne. Das Beschreiben (und Lesen) von Zusammenhängen mit Worten ist etwas schwierig.
100 ist zu hoch. Für einen normalen (Nicht-Darlington-) BJT ist es normal, einen hfe von 10 anzunehmen, um sicherzustellen, dass der Transistor in Sättigung ist.
@WesleyLee Ich habe Schaltpläne hinzugefügt. Ich weiß nicht genau, was die LED-Kette ist, ich weiß nur, dass es eine 50-LED-Kette ist, 5 Parallelen von 10 Serien, die mit dem von mir beschriebenen Adapter geliefert wurden.
@IgnacioVazquez-Abrams Das würde nach meinen Berechnungen so etwas wie einen 40-Ohm-Widerstand hinterlassen. Klingt ziemlich niedrig?
31V sind ziemlich viel. Einige Datenblätter erwähnen 30 V für maximale Vce. Es kann sich je nach Hersteller, Gehäuse, Händler ändern. Sie brechen möglicherweise durch Ihren Transistor. Haben Sie auch sichergestellt, dass Sie einen PN2222 und keinen P2N2222 haben?
@SredniVashtar Die Markierungen sind PN2222A, um genau zu sein. Ja, 31 V sind hoch, aber immer noch weit unter dem, was die Datenblätter, die ich finde, angeben.
Ist Ihre Schaltungsmasse (die Batterie -ve) tatsächlich mit der Raspberry Pi-Masse verbunden? Es macht keinen Sinn, dass das Setzen des GPIO auf "Low" den Transistor nicht ausschaltet, aber das Trennen tut es.
Messen Sie die Ausgangsspannung des Adapters ohne LEDs. Es kann weit mehr als 31 V sein, wenn es sich um einen Konstantstromkreis handelt. Ich hoffe, es ist vom Stromnetz getrennt.
@WillDean nein, sollte es?
@Lof - Ja, Sie müssen die Masse des Pi auf irgendeine Weise mit dem Emitter des Transistors verbinden, damit der Pi einen vollständigen Stromkreis hat, um Strom durch die Basis des Transistors zu schieben.
@ WillDean Danke. Es gibt einige Grundlagen, die ich offensichtlich noch nicht verstanden habe. Ich werde das weiter untersuchen.

Antworten (1)

Sie müssen 0 V Ihres RaPi an den Emitteranschluss Ihres Netzteils anschließen, da Sie ohne einen Rückweg für diesen Strom keinen Gleichstrom in die Basis treiben können.

Bevor Sie dies tun, stellen Sie jedoch sicher, dass die 31-V-Gleichstromversorgung sicher mit 0 V auf dem RaPi verbunden werden kann, dh ist die 31-V-Versorgung von Masse isoliert?

Es kann in Ordnung sein, wenn dies nicht der Fall ist, aber gehen Sie vorsichtig vor, weil ich nicht möchte, dass Sie Ihr RaPi zerstören.

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