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Selección de un transistor de conmutación para un relé de 5V

Me gustaría utilizar un microcontrolador STM32F con pines io digitales de 3,3V que pueden entregar un máximo de 22mA para conmutar un transistor para luego alimentar un relé de 5V que tira de 28mA. No estoy del todo seguro de qué aspectos debo tener en cuenta a la hora de seleccionar un transistor.

En realidad tengo 8 relés que quería alimentar así que he encontrado un par de ICs de transistores quad npn que Creo que debería hacer el trabajo y voy a utilizar 2 de ellos. FFB2222A y MMPQ3904

Las corrientes de colector son de 500mA y 200mA respectivamente, lo que debería ser suficiente (no es un juego de palabras). (Si no me equivoco, se trata de valores nominales por transistor en el CI).

¿Qué otros aspectos hay que tener en cuenta a la hora de elegir un transistor? De nuevo, si no me equivoco, el transistor estará en la región activa y no saturada, por lo que hay que tener en cuenta la hfe, que debe ser suficientemente alta para ambos. ¿Hay algo más que deba tenerse en cuenta?

Otras dos preguntas más cortas con respecto al diseño.

1) Al elegir una resistencia de corriente limitada en la base, ¿se supone que la caída entre el emisor y la base es de aproximadamente 0,7? Así que 3,3-0,7 = 2,6V, por lo que suponiendo que queremos aproximadamente 15mA en la base, 2,6V/15mA = 173ohms (aproximadamente).

2) También, ¿qué cosas hay que tener en cuenta a la hora de elegir un diodo flyback?

schematic

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John Birckhead Puntos 176

Probablemente no quieras funcionar en la región activa, porque el voltaje del transistor significará que el relé ve menos de 5 voltios, por lo que tendrás que conseguir saturar el transistor. Usando el MMPQ3904 como ejemplo, indica que VCE(sat) es de 0,2 voltios para IC = 10 mA e IB = 1mA, y de 0,3 voltios para IC = 50 mA e IB = 5mA. Para conseguir que el transistor se sature con un CI de 28 mA, puedes extrapolar a unos 2,8 mA por interruptor de relé, y darte cuenta de que tu transistor tendrá un VCE de unos 0,25 voltios, dejando 4,75 para tu relé. La tensión de base del transistor será de unos 0,7 voltios. Mira las especificaciones de salida de tu CI, y diseña de manera que la resistencia y el voltaje de salida del CI puedan proporcionar 3 mA a una carga de R2 en serie con una caída de diodo. Asegúrate de que tu relé funcione con 4,75 voltios, y que tu procesador pueda suministrar un total de 24 mA a las bases de los 8 transistores. Si no es así, encuentra un MOSFET de mejora de canal N con una baja resistencia de encendido y un VGS(th) adecuado. Esto proporcionará la misma funcionalidad con una corriente de procesador insignificante y una caída de tensión en el relé.

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mkeith Puntos 2726

Se trata de una aplicación clásica de conmutación saturada. Su esquema es correcto. En un conmutador BJT saturado hay una regla general que dice que la corriente de base debe elegirse en torno a 1/10 de la corriente de colector. Esto se conoce a veces como el uso de una beta forzada de 10.

Una beta forzada de 10 es lo suficientemente alta para asegurar que un BJT típico estará en saturación, y Vce será bajo. Cualquiera de los transistores sugeridos funcionará. Si la memoria no me falla, el 2222 es un poco mejor en aplicaciones de conmutación saturada.

Como sabes que la corriente de colector será de unos 28 mA, puedes elegir R1 para que la corriente de base sea de unos 2,8mA. Tu fórmula para calcular la resistencia de base es correcta. Sólo tienes que introducir 2,8mA en lugar de 15mA.

Si utilizas un pin IO para alimentar varios BJT, asegúrate de que la corriente total está muy por debajo del límite. Yo sugeriría que no utilices más de 3 o 4 BJT's por pin IO para asegurarte de que el IO no está estresado. Si lees la letra pequeña, estoy seguro de que el pin IO no puede suministrar 22mA y permanecer cerca de VCC. Probablemente es 22mA con Vout >= 2.4V o algo así.

Si utilizas MOSFETs de canal N en lugar de BJTs, puedes poner los 8 en un solo pin IO. El BSS138 podría ser una buena opción si vas por ese camino.

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