Verwendung von Transistoren (oder Relais) an einer 12-V-3-A-Pumpe

Ich versuche, einen Arduino Uno zu verwenden, um einen 12-V-0,5-A-Magneten, einen 12-V-1,5-A-Magneten und eine 12-V-3-A-Pumpe separat zu steuern. Ich verwende derzeit einen TIP120 NPN-Transistor für jeden, der vom 5-V-Ausgang des Arduino gesteuert wird, aber der Pumptransistor wird nach nur etwa 30 Sekunden Laufzeit heiß.

Soll ich zur Reduzierung der Wärme zwei Transistoren parallel schalten und danach einen Begrenzungswiderstand haben, um den Stromfluss zu begrenzen? Ab jetzt pumpt die Pumpe nicht stark genug und ich würde gerne mehr Strom (?) bekommen, um sie stärker laufen zu lassen. Ich weiß, dass es härter laufen kann, wenn es die erforderliche Energie bekommt. Mein Netzteil sagt, dass ich insgesamt nur 2,6 A für alle drei (2 Magnetspulen und eine Pumpe / einen Motor) ziehe, die parallel zur 12-V-Versorgung angeschlossen sind, und es scheint nur maximal zu sein, obwohl es bei 12 V liegt Auf dem Netzteil steht, dass es 6A liefern kann.

Die Magnettransistoren scheinen in Ordnung zu sein, das einzige Problem, das ich habe, ist, dass der Pumpentransistor heiß wird und nicht genug Strom liefert, um die Pumpe hart genug laufen zu lassen.

Fragen

  • Treibt der Strom oder die Spannung den Motor an? Oder beides?
  • Wäre es zu viel Strom, wenn nur 1,5 A durch jeden Transistor fließen, um 3 A zum Motor zu bringen?
  • Muss ich einen Widerstand an die Arduino-Signalspannung anpassen? (Beta (DC-Spannungsverstärkung) für TIP120 ist 1000 auf dem Datenblatt)
  • Soll ich einen größeren Transistor nehmen? Ein MOSFET? Welcher?
  • Soll ich stattdessen ein Relais nehmen? Welcher?
Sie können Transistoren parallel schalten, ja, obwohl Sie möglicherweise einige Lastverteilungswiderstände benötigen. Sie sollten mit den Transistoren, die Sie haben, in Ordnung sein ... welche Art von Kühlkörper haben Sie darauf?
Bitte stellen Sie auch einen Schaltplan zur Verfügung, damit wir sehen können, was Sie tun. Es ist ziemlich einfach, aber ein Schema ist weniger zweideutig.
Der TIP120 ist kein NPN. Es ist ein Darlington. Es wird nicht gesättigt und es wird eine signifikante Spannung abfallen. Natürlich wird es heiß. Es wird auch keine vollere Spannung für Ihre Pumpe liefern. Bei einem Halbleiterschalter sollte man meiner Meinung nach anders vorgehen.
@jonk Sie haben einen Punkt, aber der TIP120 ist ein NPN-Darlington-Transistor. Darlingtons haben auch Polarität.
@Felthry im Moment habe ich keinen Kühlkörper, aber ich habe versucht, dies ohne einen zu tun. Obwohl ich annehme, dass ich einen zum Transistor machen und hinzufügen könnte
Wenn Sie dies mit einem Bipolartransistor tun möchten, insbesondere wenn Sie einen Darlington verwenden, benötigen Sie unbedingt einen Kühlkörper. Sie könnten es jedoch ohne einen MOSFET mit niedrigem Rds (on) oder ein Relais tun.
Strom erzeugt Drehmoment. Spannung lässt Strom fließen. Je schneller sich der Motor dreht, desto mehr Spannung benötigen Sie, um ein äquivalentes Drehmoment zu erzeugen. Die eigentliche Antwort auf Ihre Frage lautet Verwenden Sie einen FET oder ein Relais. Ich würde es mit einem FET machen.

Antworten (3)

Der Grund, warum Ihr Transistor zu stark heizt, ist, dass er ein Darlington ist und bei 3A einen Volt oder mehr Abfall hat. Das TO-220-Gehäuse ist gut für 1 bis 1,5 Watt ohne Kühlkörper; du hast mindestens das doppelte.

Da die Versorgungsspannung nur 12V beträgt, empfehle ich die Verwendung eines MOSFET. Beispielsweise ist der IRLZ34 für 60 V ausgelegt, mit 50 Milliohm Rds bei 5 V Gate-zu-Source. Ein 100-Ohm-Widerstand in Reihe mit dem Gate sollte das Schalten beruhigen, und 10 k von Gate zu Source stellen sicher, dass es ausgeschaltet ist, wenn es nicht mit Strom versorgt wird. Eine 3A-Diode um den Motor herum (Kathode zu Plus) ist eine gute Versicherung dafür, dass jede induktive Spitze beim Ausschalten nicht vom MOSFET absorbiert wird.

Die anderen Fragen:

Bei einem Gleichstrommotor bestimmt die Spannung die Motordrehzahl, der Motor zieht so viel Strom wie nötig ist, um seine Last mit dieser Drehzahl zu betreiben. Der Spannungsabfall über dem Transistor (und der Verkabelung) verringert die Motordrehzahl.

Es wäre eine gute Idee, Widerstände in Reihe mit den Ausgängen zu haben, um den Basisstrom zu begrenzen. Sie benötigen wahrscheinlich nur 10 mA oder weniger, also etwa 390 Ohm.

Ich würde kein Relais verwenden, da Sie keine Isolierung benötigen. Ein MOSFET ist wahrscheinlich billiger als ein Relais, und das Relais benötigt möglicherweise eine eigene Ansteuerschaltung, wenn Ihre Leistung nicht ausreicht.

Pumpe mögliches Dual-Transistor-Layout

Hier ist das Layout für die Pumpe, wenn ich zwei Transistoren verwende.

Überblick über die Schaltung

Hier ist die allgemeine Einrichtung. Der einzige Teil, der wirklich zählt, ist die rechte Seite. Ich habe es hier nur als einen einzelnen Transistor gezeigt, aber ich könnte zwei Transistoren oder ein Relais verwenden, oder einfach alles, was Sie alle für gut halten.

Überblick] 2

Haben Sie also ein völlig separates 5-V-Netzteil, mit dem Sie den Arduino mit Strom versorgen? (Ich dachte, diese würden mit einer 7-12-V-Wandwarze geliefert.) Geben die IO-Pins bis zu 5 V aus oder sind sie auf 3,3 V eingestellt? (Ich weiß es nicht, da ich diese Geräte nicht benutze.)
@jonk Ich habe eine USB-Powerbox für das Arduino, die 5 V liefert
Haben Sie Zugriff auf die 5 V für zusätzliche Schaltungen? Oder nur die 12 V? Gibt es auch einen Grund, warum Sie sich bisher auf BJT konzentrieren? Können Sie einen MOSFET so einfach wie einen BJT betrachten? Haben Sie hier Vorlieben?
@jonk Ich habe gerade den BJT bekommen, weil er irgendwo für "Low-Power-Systeme" empfohlen wurde, also dachte ich, dass 12 V 3 A wenig Strom haben, aber ich muss mich irren, lol, ich bin bereit, alles zu verwenden, was ich brauche, um es zum Laufen zu bringen, ich nur muss es bis Donnerstag zum Laufen bringen
@jonk auch, ich habe nur die 12 V, mit denen ich wirklich arbeiten kann, die 5 V sind ein USB-Strombaustein für ein Telefonladegerät
Angesichts der begrenzten Schiene ist dies einer der Fälle, in denen Sie entweder ein Relais in Betracht ziehen sollten (besorgen Sie sich ein empfindliches, das nur ca 200 mW Betriebsleistung) oder auch eine MOSFET-Anordnung. Eine BJT-Schaltung benötigt etwas Strom für den endgültig schaltenden BJT und viel mehr Strom für die Treiber-BJT-Schaltung - leicht mehr als das Zehnfache dessen, was das Relais in Ihren beiden Fällen mit höherem Strom benötigt. Selbst der kleine Elektromagnet würde die Leistung des Relais deutlich übersteigen. Ein MOSFET würde wahrscheinlich noch weniger Leistung bringen. Wenn es sich um ein Relais handelt, ist eine einfache BJT-Schaltung in Ordnung. Bei einem MOSFET ist es noch einfacher.
Verwendung von Transistoren (oder Relais) an einer 12-V-3-A-Pumpe
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