Ansteuerung einer Hochleistungs-LED (200 mA) mit einem GPIO- und NPN-Transistor

Bei diesen Wertwiderständen benötigen Sie einen Transistor mit mindestens 25 hfe und mehr als 275 mA Kollektorstrom. ~6 V / 22 Ω = 0,272 A (272 mA) Strom durch die LED und (3,3 V - 0,6 V) / 330 Ω = 0,0081 A (8,1 mA) Strom durch die Basis.

Ein gewöhnlicher 2n2222-Transistor würde funktionieren. Ansonsten hast du es richtig gemacht. Vielleicht möchten Sie auch mit dem tatsächlichen Widerstand von 30 Ω oder einem höheren Wert arbeiten, um ein Übersteuern der LED zu verhindern.

Das Hauptproblem dieses Schemas wird in den Antworten immer noch nicht erwähnt. Es ist die sehr große Leistung am Strombegrenzungswiderstand.$P = \frac{U^2}{R} = \frac{6*6}{30} = 1.2W$

Dies wird zwei Auswirkungen haben:

1. Der Widerstand muss für diese Leistung ausgelegt sein und wird trotzdem sehr heiß.

2. Der Wirkungsgrad des Schaltplans wird ziemlich niedrig sein - 0,6 W an der LED gegenüber 1,2 W am Widerstand = 30 %; Infolgedessen wird die Batterie viel schneller als möglich entladen.

Für solch leistungsstarke LEDs würde ich eine andere Lösung vorschlagen, die in meiner Antwort auf eine andere ähnliche Frage beschrieben wird . Das Schema aus dieser Antwort gilt direkt für die 9-V-Versorgung, aber eine Schottky-Diode muss in Reihe mit der LED geschaltet werden, da sie einer Sperrspannung von 9 V nicht standhält.

Dies ist eine ordnungsgemäße Verwendung eines NPN-Transistors mit einigen Einschränkungen.

Ein NPN-Transistor benötigt einen konstanten Stromeingang zum Basisstift, um den Strom zwischen Kollektor und Emitter fließen zu lassen. Die Strommenge, die zwischen C und E fließen kann, ist die Verstärkung multipliziert mit dem Basisstrom. Die Verlustleistung eines Transistors ist der Spannungsabfall über C&E multipliziert mit dem Stromfluss. Bei einem kleinen Transistor sind dies etwa 0,3 V, bei einem großen Transistor 1,0 V und bei einem Darlington bis zu 4 Volt (!). Dieser Spannungsabfall muss genau wie der Spannungsabfall der LED berechnet werden, und die Leistung wird als Wärme im Schalter selbst ausgedrückt – was zu einer Erwärmung führt (und möglicherweise einen Kühlkörper erfordert).

Ein 320-Ohm-Widerstand auf einer 3,3-V-GPIO-Leitung fließt ~10 Milliampere, und um 200 Milliampere auf den C&E-Leitungen zu bewegen, ist eine Mindestverstärkung (hFE) von 20 erforderlich, was das Minimum ist, das von einem Leistungstransistor wie dem TIP41C geliefert wird . Ein kleiner Signaltransistor wie ein 2N2222 hat eine Verstärkung im Hunderterbereich, aber einen maximalen Strom von 200 Milliampere. Es ist ein Henne-Ei-Szenario und wird wahrscheinlich einen teureren Darlington-Paar-Transistor wie den TIP120 erfordern . Der Pi liefert ständig Strom, während die LED leuchtet.