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BJT NPN en saturación, ¿tensión de base irrelevante?

Estoy tratando de construir un circuito tan simple como sea posible que tire de una línea lógica baja cada vez que una bobina de encendido de automóviles 'dispara'. Mi primera inclinación es simplemente conectar el terminal "negativo" de la bobina a la base de un BJT NPN a través de una resistencia limitadora de corriente, con el emisor atado directamente a tierra. Así que habría 5V en el colector y aproximadamente 300V en la resistencia de base cuando se dispara. De alguna manera, sin embargo, siento que estoy perdiendo algo fundamental que no permitirá que esto funcione. Tal vez es sólo yo siendo asustado por el "alto" voltaje. Supongo que podría utilizar un divisor de tensión en la base, pero todavía siento que me falta algo. Buscando confirmación respecto a la funcionalidad propuesta, o de mi idiotez. Gracias.

Edito: No pretendo pasar ninguna corriente por el transistor, además de la poca que requiere el propio dispositivo. La idea es que el transistor entre en saturación cuando se retire la masa de la bobina (cuando el contrafuego lleve el terminal "negativo" de la bobina a unos 300 voltios). Aquí hay un esquema (bastante amateur) de lo que estoy pensando:

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El interruptor 'S1' en ese esquema es sólo un marcador de posición para el IGBT/Points que dispara la bobina de encendido. Perdón de nuevo por la confusión, y gracias a todos por las respuestas.

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user24055 Puntos 53

Para proteger el B-E del transistor de una tensión negativa excesiva, añada un diodo 1N4007(tensión de ruptura=1KV) a través de B-E(ánodo-E,cátodo-B).

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SQLMenace Puntos 68670

Si leo bien, el circuito que propones insertará una resistencia y una unión B-E entre la bobina y tierra. Eso no funcionará muy bien.

Ignorando el transistor por un momento, piensa en lo que esa resistencia va a hacer a la corriente en la bobina de encendido. La corriente se reducirá mucho, y tendrás suerte si el motor se enciende. (Suponiendo que sea parte de un motor).

Pero hay esperanza, si sólo quieres una línea lógica que diga 'oye, esta cosa está disparando'. El principio básico de los sistemas de encendido del motor es aplicar el voltaje de la batería a la bobina de encendido la mayor parte del tiempo, y luego interrumpir esa corriente en el momento en que el cilindro debe disparar. La interrupción repentina de la corriente es lo que induce la alta tensión en el lado de salida.

Ahora bien, podría importar si el sistema que acciona la bobina es un encendido electrónico o un sistema de "puntos" de antaño. No puedo hablar de las complejidades de los sistemas electrónicos ya que no estoy familiarizado con ellos, pero especularía que simplemente utilizan algún tipo de FET o SCR para hacer lo que los contactos mecánicos hacen en el viejo sistema de punto, que es sólo para interrumpir esa entrada de la batería.

Así que con el sistema de puntos (y posiblemente con el encendido electrónico) ocurren un par de cosas cuando se interrumpe la corriente que va al primario de la bobina. Una es, por supuesto, el pico de alta tensión en el secundario. Pero también la entrada al primario, que está a la tensión de la batería la mayor parte del tiempo, cambiará repentinamente a una gran tensión negativa. Esto ocurre porque la inductancia del primario quiere evitar cambios en la corriente, así que la corriente sigue entrando durante un breve periodo de tiempo, lo que hace que esa entrada parezca una gran tensión negativa. No tan grande como la tensión secundaria, pero sin duda mucho más alta que la tensión de la batería. Que es lo que se puede controlar, sin interferir en el rendimiento de la bobina.

Disculpas por no tener una herramienta de esquemas lista. Aquí está un esquema de la idea: Conecte el emisor NPN a tierra. El colector será su salida lógica, e irá a batería+ a través de R3 y a tierra a través de R4. Finalmente, la base se conectará a batería+ a través de R1 y a la entrada de la bobina de encendido a través de R2.

La idea es tener el NPN en saturación mientras la bobina está "en reposo", y apagado brevemente mientras la bobina se dispara. R1 polariza el NPN en saturación. R2 permite que un soplo de esa patada negativa primaria en la base para cortar el NPN. R3 y R4 forman un divisor que lleva, por ejemplo, 12V a 5V cuando el NPN está apagado.

Si la batería es de 12V y el NPN es algo como un viejo 2n2222, elegirías R3 para limitar la corriente de colector a un valor seguro, probablemente alrededor de 2k2. Elige R4 a 1k5 y obtendrás alrededor de 4,9V cuando el transistor esté apagado, y por supuesto alrededor de 0,2 cuando esté encendido. Ahora R1 necesita ser lo suficientemente pequeño para saturar el transistor desde el voltaje de la batería, por lo que 5k6 allí pondría alrededor de 2mA en la base, lo que debería hacerlo.

R2 es la parte más complicada. Dependiendo de la bobina ese pico negativo en el primario podría ser casi cualquier cosa. Quieres que R2 robe sólo la corriente que suministra R1, con el fin de cortar el transistor. Si R2 es demasiado grande, no apagará el transistor. Hazlo demasiado pequeño, y tirará de la corriente en la dirección equivocada a través de la unión B-E y tu transistor estallará. Probablemente sea aconsejable colocar un diodo a través de la unión B-E, cátodo a B, ánodo a E; esto "sujetará el voltaje de la base a tierra" y mantendrá el transistor seguro. (pero no utilices un viejo rectificador de potencia, necesitas algo con un tiempo de respuesta rápido) Probablemente la manera de determinar R2 es experimentalmente; empieza con un valor grande, como 1M, y trabaja hacia abajo hasta que consigas un funcionamiento fiable.

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Durgaprasad Puntos 732

enter image description hereRepicating your circuit in LT spice ! Base current and base voltage waveforms 1 En todos los casos no se puede decir que la tensión de base sea irrelevante para el funcionamiento del transistor o, como has dicho, para el funcionamiento en saturación del transistor.

Si considero tu caso el transistor depende principalmente de la tensión de base y además si no has cuidado el transistor por su capacidad de sostener la enorme corriente de base puede llegar a explotar.

Ahora considera que cuando el interruptor se abre repentinamente el voltaje inducido a través del inductor es enorme y es visto por la resistencia de 10k. Esto da lugar a una enorme corriente de base que podría incluso hacer estallar el transitorio. Por lo tanto, es necesario comprobar el máximo Vbe que se puede dar a la base del transistor antes de encender el circuito.

Solución: Si puedes colocar un zener de algún voltaje menor al de la alimentación entonces creo que tu circuito funcionará.

Una entrada: Colocar el inductor en la base del transistor no siempre es bueno. Es mejor que lo coloques en el colector con un diodo libre a través de él.

Si crees que tu transistor puede sostener un enorme voltaje de base de 100s de voltios y una corriente de base de 100s de mA entonces puedes ir con el circuito que tienes sino No.

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Steve Paulo Puntos 8263

¿Qué tal algo así?

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Cuando el SW1 está cerrado, no fluye corriente a través de R1 porque el hueco de la bujía es un circuito abierto. Cuando el SW1 se abre, L1 sólo puede disipar su energía a través del hueco de la bujía, y para ello desarrolla una gran tensión de decenas de miles de ohmios. El voltaje aumenta hasta que una corriente es capaz de fluir a través del hueco. La corriente desarrolla una tensión a través de la resistencia de detección de corriente R1. Esta tensión alimenta el circuito formado por la gran resistencia R2 y el optoacoplador, encendiendo el LED interno que activa el fototransistor.

Los valores de R1 y R2 no significan nada; ¡no tengo ni idea de cómo elegir R1 y R2 para que el optoacoplador se active en todo el rango posible de corrientes que llegan a la bujía! R1 limita la tensión en el circuito de entrada del optoacoplador en virtud de su pequeño tamaño (V = IR). R2 tiene que tener un valor razonable con respecto a la tensión desarrollada por R1 para limitar la corriente.

El optoacoplador resuelve el problema del acoplamiento de niveles de tensión desconocidos entre los circuitos. Ni siquiera tienen que compartir una tierra común. Los circuitos R1/R2 sólo encienden un LED, y el otro circuito responde a la luz.

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Adrian Puntos 134

No, eso debería funcionar. Deberías comprobar el vataje de tu resistencia y la corriente de tu transistor, etc., pero por lo demás funcionará.

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