Niepoprawne działanie własnego mostka h

[Unknown404]

Cześć,

Chcę zrobić własny mostek H do sterowania niewielkim silnikiem dc 4.5V-9V tylko z tranzystorów NPN 2N2222A, tak wygląda schemat:

Silnik pobiera normalnie bez obciążenia 40mA i z obciążeniem max 200mA. Chciałem przetestować najpierw wartości rezystorów jakie muszę dać na bazy. Tak wygląda schemat testowy połowy mostka:

Obliczyłem, że IbQ7 = 4.3V/336Ω = 12.8mA , a mimo to jak widać na zdjęciu miałem 109uA i właśnie tego nie rozumiem. Próbowałem najpierw z 2kΩ, potem 1kΩ ale dalej IbQ7 był za mały, a przez to również IcQ7  (docelowo ma wynosić około 80 mA, po 40mA na każdą z pozostałych baz) , który teraz wynosi łącznie około 33,6mA, czyli zdecydowanie za mało. Co jest nie tak, że baza pobiera znacznie mniejszy prąd od obliczonego? 

Tutaj daję wszystkie pomiary:

IbQ7 = 109uA , IcQ7 = 33,6mA , Uce Q7 = 0,747V

IbQ10 = 0,47mA , Uce Q10 = 1,37V

IbQ9 = 31,6mA , Uce Q9 = 0,054V

I pobierane przez "silnik" = 143mA

Nota katalogowa :PN2222.PDF

Przy okazji mam jeszcze jedno pytanie odnośnie oznaczeń tranzystorów. Użyłem tutaj tranzystorów, które mają na obudowie 2N2222A, a w nocie katalogowej (niemal każdej, którą znalazłem) oraz w opisie na opakowaniu był nazwany poprostu PN2222A . Z czego widziałem na internecie to 2N2222A i PN2222A nie są takie same (np. tutaj https://www.etechnophiles.com/pn2222-pn2222a-vs-2n2222-2n2222a/). Znalazłem jedną notę, w której faktycznie była nazwa 2N2222A, ale parametry były dokładnie takie same jak w innych z nazwą PN2222A. Dlaczego nazwa na obudowie i w nocie się różnią, czy faktycznie są one takie same? 

Byłbym bardzo wdzięczny za pomoc.

 

[H1M4W4R1]

11 minut temu, Unknown404 napisał:

Czy ja dobrze widzę NPN'y po stronie wysokiej mostka? Z tego co się orientuję powinno się tam zastosować PNP, ale używam głównie MOSFET'ów, więc może tu się mylę... Plus na silnik zostaje Ci jakieś... 5-1.4V = 3.6V 😉 

Edytowano 10 lutego przez H1M4W4R1

[jand]

14 minut temu, Unknown404 napisał:

Obliczyłem, że IbQ7 = 4.3V/336Ω

To jest nieprawda. 

W tym oczku na napięcie 5V składają się spadki napięć na: R7, UBEQ7,, R6 oraz UBEQ9.

Jeśli chodzi o tranzystory, to prócz parametrów sprawdź wyprowadzenia.

[Unknown404]

5 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Czy ja dobrze widzę NPN'y po stronie wysokiej mostka?

Sprawdzałem na internecie i ludzie faktycznie tak też robili np. tutaj https://www.instructables.com/BUILD-YOUR-OWN-H-BRIDGE-CIRCUIT-USING-NPN-TRANSIST/. Poza tym mój test połowy mostka generalnie działa i prąd płynie przez "silnik" .

 

7 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Plus na silnik zostaje Ci jakieś... 5-1.4V = 3.6V

Racja, tego nie zauważyłem dzięki.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Unknown404]

6 minut temu, jand napisał:

W tym oczku na napięcie 5V składają się spadki napięć na: R7, UBEQ7,, R6 oraz UBEQ9.

Ok, a mógłbyś wyjaśnić dokładniej w jaki sposób? 

[jand]

Po kolei - jedź od 5V po lewej stronie (R7) do masy i patrz, co mijasz po drodze. Są to spadki napięcia, które po zsumowaniu mają dać 5V.

Twój wzór na prąd bazy byłby prawdziwy, gdyby emiter Q7 był połączony z masą. A nie jest.

[Unknown404]

@jandFaktycznie wystarczyło rozpisać spadki napięć. Wszędzie wychodzi mi w przybliżeniu Vcc, ale jeszcze jednej rzeczy nie rozumiem.

Dlaczego na mniejszym rezystorze 100Ω odkłada się większe napięcie niż na większym 330Ω? W ścieżce od kolektora tranzystora 1 do GND taki rozkład rozumiem, bo tylko na R100Ω może się rozłożyć reszta napięcia. Czy ścieżka B1 - GND jest w takim razie uzależniona od ścieżki C1 - GND, z której wynika 3,3V na 100Ω? Tylko taką zależność widzę.

[jand]

Prąd bazy Q9 to suma prądu bazy i kolektora Q7 minus prąd bazy Q10.

Jest to prąd wielokrotnie większy niż prąd bazy, stąd i spadek napięcia jest większy, choć oporność jest mniejsza.

[Unknown404]

@jand Można jakoś przewidzieć jaki będzie spadek U na innych watrościach R7 lub R6, czy pozostaje tylko metoda prób i błędów?

[jand]

Oczywiście że można 😄.

Ponieważ Q7 pracuje w nasyceniu, to spadki napięcia na R6 i R7 nie zależą (oczywiście w pewnych granicach) od wartości tych oporników.

Zastosuj jako R6 oporność 200Ω, a wartość spadku napięcia na nim prawie się nie zmieni.

[Unknown404]

Dzięki już wszystko jasne

 

[Sylba]

20 godzin temu, jand napisał:

Ponieważ Q7 pracuje w nasyceniu

Zrobiłem symulację w LTSpice. Wyniki wychodzą podobne do tych zmierzonych.

 

 

Wyniki symulacji pokazują, że w saturacji jest tylko tranzystor Q9 Beta = 4,69, a Beta Q7=137 i Beta Q10=181.

Dla porównania wyniki symulacji układu bez rezystorów R5, R6 i R7.

 

 

[Unknown404]

Dnia 12.02.2025 o 09:13, Sylba napisał:

Dla porównania wyniki symulacji układu bez rezystorów R5, R6 i R7.

Co w tym przypadku ogranicza prąd płynący przez bazy tranzystorów? Jak go obliczyć bez rezystorów?

[jand]

Nic nie ogranicza, więc tranzystory (specjalnie Q9) ulegną zniszczeniu.

[Sylba]

40 minut temu, Unknown404 napisał:

Jak go obliczyć bez rezystorów?

Można metodą kolejnych przybliżeń. Przyjąć jakieś założenie, np. że Q9 pracuje w stanie nasycenia, ze wzmocnieniem hFE=10, założyć prąd kolektora Q9 i po kolei liczyć by sprawdzić czy założenie jest słuszne. 

Inne podejście to zrobienie symulacji np. w LT Spice. Ja zrobiłem tą drugą metodą przyjmując R7=R5=0 czyli bez tych rezystorów.

Zrobiłem symulację dla kilku wartości R6 od 50 do 1500 ohm. Okazało się, że maksymalny prąd popłynie przez R3 jeśli R6 będzie w miało wartości 470 ohm.

Mostek_H_DIY.pdf    

Edytowano 13 lutego przez Sylba