Wie berechnet man den erforderlichen Basiswiderstand für diese BJT-Relaisschaltung?

Ich versuche, eine Relaisschaltung für meine erste Leiterplatte zu entwerfen, und habe Folgendes herausgefunden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Der 10K-Wert für R7 ist nur ein Platzhalter. R7 ist das, was ich versuche zu bestimmen.
  • Der Transistor sollte das Relais ein- und ausschalten, je nachdem, ob D2 auf 5 V oder GND liegt.
  • Das Relais ist ein 5-V-Relais und hat einen Spulenwiderstand von 63 Ohm, sodass der Spulenstrom 79,4 mA beträgt.

Wie bestimme ich, welchen Wert der Basiswiderstand (R7) haben sollte, damit die Schaltung funktioniert?

Datenblätter: Relais , Diode , Transistor

Mein Versuch:

Ic = 80mA (Relaisstrom) + [5V-Vce]/10K (Strom durch LED)
Ic = 80mA (Relaisstrom) + [5V-0,5]/10K (Strom durch LED)
Ic = 80mA + 0,45mA = 80,45mA

Ic = hFE*Ib
Ib = Ic/hFE
Ib = 80,45 mA/120 = 670 uA

Ib = [5V (D2 Hochspannung) - 1,2V (Basis-Emitter-Sättigungsspannung aus Datenblatt)] / R7 R7
= [5V-1,2V]/Ib
R7 = 3,8V/670uA
R7 = 5672 Ohm

Nach meinen Berechnungen sollte der Basiswiderstand also ~ 5,6 kOhm betragen. Allerdings habe ich keine Ahnung, ob ich das richtig gemacht habe oder nicht.

Ich denke, es besteht keine Notwendigkeit, Ic auf diese Weise zu berechnen. Lesen Sie das Datenblatt, um den Sättigungsstrom des Transistors zu erhalten, der Rest ist gleich.
Gute Arbeit, Ihre Berechnungen stimmen. Sie werden nicht annähernd 1,2 V VBE haben, da diese Spezifikation einen Basisstrom von 80 mA oder ähnlichem hat. Es wird näher an 0,7 V liegen. Unter der Annahme, dass 1,2 V nicht schaden, haben Sie jedoch einen gewissen Spielraum für Beta-Variationen aufgrund von Temperatur und Kollektorstrom.
Ich denke, Sie möchten einen viel niedrigeren Widerstand in Reihe mit der LED - die LED wird mit nur 0,45 mA sehr schwach sein. Ich würde 560 - 1K Ohm vorschlagen, um etwa 5 mA durch die LED zu geben.

Antworten (2)

Ja, das ist im Wesentlichen richtig.

Sie sollten jedoch die Basis des Transistors tatsächlich übersteuern, um sicherzustellen, dass sie auch dann in Sättigung bleibt, wenn sich die Bedingungen ein wenig ändern (insbesondere das Transistorstromübertragungsverhältnis, das schwierig genau zu steuern ist). Dies wird als "Designmarge" bezeichnet.

Nehmen Sie also an, dass im schlimmsten Fall der h FE Ihres Transistors 1/2 oder sogar 1/3 des "Nennwerts" beträgt, und wiederholen Sie Ihre Widerstandsberechnung entsprechend. Es schadet nicht, der Basis eines Transistors mehr Strom als nötig (natürlich innerhalb bestimmter Grenzen) zuzuführen.

Wenn ich den Transistor übersteuere, fließt dann nicht mehr Strom durch den Transistor und damit durch die Relaisspule? Wäre das schlecht für das Relais, da im Datenblatt "Spulenstrom: 79,4 mA" steht?
Nein, der Laststrom wird durch die Lastspannung und den Lastwiderstand bestimmt. Mehr Strom kann der Transistor nicht "verursachen".
Zeigt die Gleichung nicht Ic = hFE*Iban, dass Ic vom Basisstrom "getrieben" wird? Das heißt, wenn der Basisstrom erhöht wird, muss auch der Kollektorstrom erhöht werden? Es scheint, als würde das, was Sie sagen, dem widersprechen?
Nein, der Kollektorstrom ist auf diesen Wert begrenzt - er kann kleiner, aber nicht größer sein.

Um sicherzustellen, dass der Transistor vollständig gesättigt ist, ist es normal, ein "erzwungenes Beta" im Bereich von 10 bis 20 zu verwenden. Das höhere Beta gilt eher für niedrige Kollektorströme im Vergleich zum Maximum. Wenn Sie das Datenblatt lesen, können Sie sehen, dass die Sättigungsspannung bei 80 mA Basisstrom und 800 mA Kollektorstrom garantiert ist.

Wenn wir die Zahl 20 verwenden, sollte der Basisstrom 4 mA und der Widerstand etwa 1 K betragen, da Ihr Relaisstrom << 800 mA beträgt (Ihre 5 V können mit einer 4-mA-Last möglicherweise nicht ganz 5 V erreichen, also ist es am besten etwas konservativ).

Wie berechnet man den erforderlichen Basiswiderstand für diese BJT-Relaisschaltung?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v