从微控制器驱动 LED 灯条

电器工程 微控制器 场效应管
2022-01-15 04:30:39

我想使用 PWM 从微控制器驱动一条 LED 来控制亮度。我的条带在 12V 时需要大约 1.5A。我只熟悉纯低功率数字电子产品，所以想检查这些假设是否正确并获得任何建议：-

  • 如果我使用 NPN 晶体管来驱动它，晶体管打开时会下降约 0.7v，因此打开时会耗散超过 1W。
  • 这将需要一个相当厚实的晶体管和一个散热器，如果可能的话我想避免。

  • 所以我最好使用电阻低得多的mosfet，这样我就可以用一个更小的mosfet，也许没有散热器？

  • 然而，看看我能买到的各种 MOSFET 的规格，看起来任何可以通过这么大电流的东西都需要远远超过 3.3v 的电压，我可以从我的微控制器获得完全开启的电压。

  • 那么我最好有一个小的 NPN 晶体管将 12v 切换到 MOSFET 的输入来控制实际的 LED 灯条吗？（对不起，我无法在这台电脑上绘制图表，但如果需要，可以稍后添加）

我的假设是否正确，是否有人有任何建议或更好的方法？尽管这不是我的主要问题，但我也会对合适零件的建议感兴趣。

（编辑：我寻找了其他回答这个问题的帖子，但没有找到任何我想要的东西，如果有人有一个重复的链接，那么请发布它，我会很高兴地结束这个问题）。

2个回答

对于 12 V 时的 1.5 A，由 3.3 V 切换，这是一个运行良好的 MOSFET 解决方案。这里推荐的 MOSFET 是IRLML2502，可从 eBay 和其他网站以低至 10 美元 2.35 美元的价格购买，免运费。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

IRLML2502 在 2.5 伏栅极电压下的最大导通电阻为0.08 欧姆，并且随着栅极电压接近 3.3 伏而减小。它可以承受20 伏的漏极电压，因此它可以与 12 伏电源一起正常工作。漏源电流额定值大于 3 安培，提供超过 100% 的安全裕度。

在 0.08 欧姆和 1.5 安培时，MOSFET 在完全开启时将耗散180 毫瓦。即使考虑到 PWM 的开关边沿，功耗也不会超过 250 mW 左右，因此该应用不需要散热器。

关于假设：

  • NPN 晶体管压降和耗散正确，因特定晶体管的 Vce 而给或取位
  • 矮胖晶体管 (BJT)，不是真的，但典型的是 TO-220 尺寸，是的，需要一个散热器
  • 是的，请参阅上面建议的 MOSFET
  • 不正确，有几个低成本 MOSFET 可以在远低于 3.3 伏特的电压下稳定开启，并且可以轻松通过 1.5 安培
  • 不，对于 NPN BJT，总有一个围绕基极电流等的平衡行为。MOSFET 是电压驱动的器件，工作起来更轻松

你的一些假设是正确的。这个答案提供了一种更好的方法，我相信还有其他方法。

首先想到的是这个电路： -

在此处输入图像描述

MCU 将打开或关闭 BC547（几乎任何 NPN 都可以），这将向 P 沟道 FET 的栅极施加（或移除）12V。你需要一个低导通电阻的 P 沟道场效应晶体管。0.1 Rds(on) 将耗散小于 0.2W，因此这是开始寻找 FET 的好点。

如果您以 100 赫兹的频率进行切换，则 FET 的 10k 栅源是可以的，但如果您处于几 kHz 区域，则 1k 值会更好。

可能 IRLML5203 是一个不错的选择 - 它具有 0.098 ohms Rds(on)、30Vmax、3Amax 并且是 SOT23

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