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二极管的阳极与VCC之间加一个限流电阻的方法

更新时间:2023-08-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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一般来说,我们在开发单片机各种外围电路时,总会遇到两个问题:uEL物理好资源网(原物理ok网)

单片机的供电电流一般为3.3V。 虽然STM32的引脚可以承受5V电流,但如果电流超过5V,单片机就无能为力了。 举个典型的例子,I/O引脚电路最大为±25MA,以下是ST官方的说明:uEL物理好资源网(原物理ok网)

有了这个电压,驱动一个LED就很困难,驱动其他LED,比如数码管,或者保险丝就更费力了。小电压驱动高电压的小功率LED驱动器uEL物理好资源网(原物理ok网)

一般来说,单片机使用LED时三极管基极电流过大会损坏三极管基极电流过大会损坏,LED的负极连接单片机的引脚,然后正极连接VCC。uEL物理好资源网(原物理ok网)

不过这样也有一个问题,VCC的电压通常都比较大,在几百mA左右,而小型晶闸管的电压消耗并不多,最多也就几十mA,所以。 。 。uEL物理好资源网(原物理ok网)

我们需要在晶闸管的阳极和VCC之间添加一个限流内阻,以防止晶闸管被大电压烧毁。uEL物理好资源网(原物理ok网)

限流内阻电阻uEL物理好资源网(原物理ok网)

我们知道LED是一种非线性器件,在这个电路中,我们可以将其简化为接近2V的晶闸管。 不同颜色的LED,其稳压值不同,但都在2V左右。 一般我们按照2V的值来估算; 工作电压通常在0~25mA范围内,最大工作电压取决于其体温特性。 如果其工作环境比较恶劣的话,最大电压可能只有8mA左右。 该电压用作最大电流时的工作电压。 一般我们设计的时候可以取2mA到3mA左右。 无论电压多高,照度都不会发生明显变化。 这样我们就有了估计公式:uEL物理好资源网(原物理ok网)

工作在直流5V系统时,电阻值约为1k~1.5k,我们取1k。uEL物理好资源网(原物理ok网)

限流内阻电源及封装uEL物理好资源网(原物理ok网)

根据之前估计的电阻和电压值,我们可以估计最大功耗。 由于内阻上消耗的帧速率是热量,因此可以将AC估计为有效值。uEL物理好资源网(原物理ok网)

对于5V系统,内阻消耗:3V*3V/1k=9mW,稳定性和耐受性被认为是功耗电阻的两倍,即>18mW;uEL物理好资源网(原物理ok网)

大功率保险丝驱动器uEL物理好资源网(原物理ok网)

首先要说一下保险丝的结构。 简而言之,熔断器的控制端是一个电磁线圈。 经过。uEL物理好资源网(原物理ok网)

那么,我们需要做的就是控制电磁铁是否通电。uEL物理好资源网(原物理ok网)

==那么,我们可以把LED的驱动电路用在保险丝的驱动电路上吗? ==uEL物理好资源网(原物理ok网)

其实并不是。 第一点是单片机的IO驱动能力有限。 对于单片机来说,保险丝、电磁阀等负载长期以来被认为是“大功率”负载,其早已超出了大多数单片机的IO驱动能力。 第二点,保险丝的控制端是电磁线圈,可以简化为电感器。 这种感性负载在关断时会形成自感电流,很容易烧毁单片机。uEL物理好资源网(原物理ok网)

因此,我们需要一种间接的方式来驱动他。uEL物理好资源网(原物理ok网)

但对于间接驱动,我们只想实现两个要求。 首先放大IO口电压,驱动电磁线圈。 其次,屏蔽或过滤线圈形成的自感电流。uEL物理好资源网(原物理ok网)

电压放大uEL物理好资源网(原物理ok网)

了解了需求之后,就很容易找到解决方案。 学过模拟电子的朋友都知道一个电路:二极管放大电路uEL物理好资源网(原物理ok网)

一种共发射极放大器电路uEL物理好资源网(原物理ok网)

事实上,直接共发射极放大电路远远不能驱动保险丝,我们必须对其进行更改以满足我们的要求。uEL物理好资源网(原物理ok网)

第一点,电路中一定不能存在C1、C2这两个电容,因为电容的特性是阻隔直流电,如果存在的话,我们就很难将IO电平信号传输到内部了。二极管,而二极管的控制信号很难传递到保险丝内部。uEL物理好资源网(原物理ok网)

基极正弦电流的最大幅值是多少_3dd15d基极电流_三极管基极电流过大会损坏uEL物理好资源网(原物理ok网)

第二点,为了增加电路的放大倍数,从而去掉发射极内阻R1,但是IO电平不能让它处于不确定的悬空状态,所以我们需要保留R2以保持基态集电极能级。uEL物理好资源网(原物理ok网)

第三点,为了限制集电极电压,需要在栅极加一个限流内阻(如果没有这个内阻,一旦输入电流超过0.6~0.7V,晶闸管就处于截止状态)导通状态,集电极会有很大的电压通过)uEL物理好资源网(原物理ok网)

第四点,为了降低帧率,我们必须去掉Re的电阻。uEL物理好资源网(原物理ok网)

将它们放在一起,我们得到以下电路:uEL物理好资源网(原物理ok网)

这样的电路是一个非常好的高压驱动器。uEL物理好资源网(原物理ok网)

当Input没有输入电平信号,或者输入低电平信号时,二极管的栅极没有电压通过,此时处于截止状态,VCC的电压到达栅极,被切断,整个电路处于断路状态。uEL物理好资源网(原物理ok网)

当Input输入为高电平时(小于最小导通电流,取决于二极管的类型),二极管的栅极有电压,二极管导通,VCC电压从基极流入,流出从发射极到地,以及整个电路路径。uEL物理好资源网(原物理ok网)

事实上,这样做之后,我们就可以驱动常见的负载,比如蜂鸣器、大功率LED等。如果我们要驱动保险丝,我们几乎需要一些东西。uEL物理好资源网(原物理ok网)

屏蔽层自感电流uEL物理好资源网(原物理ok网)

一般来说,只需要一个小的晶闸管来屏蔽自感电流即可实现反向续流,抑制浪涌。uEL物理好资源网(原物理ok网)

这是最终的示意图。uEL物理好资源网(原物理ok网)

R1的限流内阻通常为2-5K,R2的下拉内阻为10K,可选用晶闸管,二极管通常选为VCBO≈VCEO≥24V,放大倍数β通常为120到240之间选,推荐8050,保险丝天猫搜了5V保险丝,抓了很多。uEL物理好资源网(原物理ok网)

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