트랜지스터 지연

냉동실에 경보를 울려서 문이 열린 채로 1 분 정도 지나면 경보 음이 울립니다.

아래 회로도와 비슷한 것이 있습니다. 스위치가 열리면 커패시터가 트랜지스터의베이스를 통해 방전되기 시작하지만 트랜지스터와 병렬로 LED가있어 커패시터가 방전되면 LED가 켜집니다. 이것은 잘 작동하지만 지연 시간을 충분히 길게 만들 수는 없습니다. 커패시터 값이나 트랜지스터 기본 저항을 늘리면 지연 시간이 길어 지지만 커패시터가 느리게 방전되기 때문에 LED / 알람이 점차 원치 않는 페이드 아웃됩니다. 알람 / LED를 가능한 빨리 켜고 싶습니다.

지연 시간을 늘리고 경보를 비교적 갑자기 켜는 방법이 있습니까?

각주로서, 나는 어떤 IC (즉, 555 타이머)를 사용하고 싶지 않다

배터리에서 직접 커패시터를 충전하고 있습니다. 따라서 충전 시간은 제품 RC와 관련이 있으며 여기서 R은 배터리의 내부 저항입니다.

다음과 같이 해보십시오 :

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

여기서는 커패시터가 많은 부분을 통해 충전되도록 기본 저항을 분할했습니다.

이것은 저항의 충전 속도를 늦추는 목표를 달성 할뿐만 아니라 다른 부수적 인 이점도 있습니다. 스위치가 해제되면 C1은 1K 저항만으로 트랜지스터의베이스로 방전되어 방전보다 충전이 훨씬 빠릅니다. 트랜지스터의 BE 접합을 방전 전류로부터 보호해야하기 때문에 저항을 너무 작게 만들 수 없습니다.

시뮬레이션에서, LED 전류는 약 1.5 초에 구축되기 시작하고 약 1.8에 최대에 도달합니다. 따라서 이것은 갑자기 켜지지 않습니다. 그러나 더 빠른 지연으로 켜집니다.

더 빨리 켜려면 다른 트랜지스터 스테이지를 추가해야합니다. 다음 회로는 위의 회로와 비슷한 시간 지연을 갖지만 LED 전류는 70ms 정도에 걸쳐 더 빠르게 상승합니다.

^{이 회로를 시뮬레이션}

빠른 켜기로 더 오랜 시간 동안 더 많은 이득이 필요합니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은로드 저항을 활성로드로 교체하는 것입니다. 이 회로의 LTSpice 시뮬레이션에 따르면 55 초 지연이 발생하며이 지점에서 약 1/4 초 간격으로 LED가 상승합니다. 이 그래프는 커패시터 충전 (파란색)과 LED 전류 (녹색)를 보여줍니다.

그러나 일부 IC 기반 솔루션보다 복잡해지고 있습니다. 이 방법은 애호가를 만족시키는 데 좋습니다. ( "이산 구성 요소를 사용하여이 작업을 수행했으며,이 중 어느 것도 사용하기 쉬운 연산 증폭기 또는 타이머 IC가 없으며 현재 미러 및 구성 요소도 있습니다!").

^{이 회로를 시뮬레이션}

큰 충전 저항이 필요없고 더 작은 커패시터를 사용할 수 있도록 약간의 변경을 할 수 있습니까? 예! 한 가지 방법이 있습니다. 이미 터에 제너 다이오드 (예 : 8.2V)를 넣어서베이스에 더 높은 턴온 전압이 있도록 트랜스미터 Q1을 올릴 수 있습니다. 그런 다음 100K 충전 저항과 470uF 커패시터는 1 분이 조금 넘는 시간을줍니다. 커패시터가 개발해야하는 전압을 높이면 동일한 RC 값에 대해 더 큰 지연을 얻을 수 있습니다.

^{이 회로를 시뮬레이션}

이미 약간 커지고있는 커패시터를 늘리거나 트랜지스터의베이스 전류를 줄입니다. 두 번째 옵션은 소위 ' 달링턴 페어 (Darlington pair) '인 BC516의 BC547을 변경 하고 33k에서 1M 저항으로 증가시켜 달성 할 수 있습니다 . 시간 초과가 증가합니다.

언급 한 다른 문제 인 느린 페이딩은 슈미트 트리거로 가장 잘 해결할 수 있습니다 .

이와 같은 시간 초과의 경우 다른 솔루션이 더 적합하지만 복잡성을 줄이려면 IC로 이동해야합니다.

LED를 더 선명하게 켜려면 회로의 게인을 늘려야합니다. IC를 사용하는 경우 비교기 회로를 사용하여 커패시터 전압을 기준 레벨과 비교합니다. 임계 값을 초과하면 비교기의 매우 높은 게인으로 인해 출력이 빠르게 변경되어 알람 LED가 켜집니다.

더 간단한 descrete 구성 요소를 유지하고 싶기 때문에 회로의 이득을 높이는 가장 간단한 방법은 달링턴 구성으로 두 개의 NPN 트랜지스터를 연결하는 것입니다. Darlington 회로는 출력 트랜지스터를 완전히 포화시키지 않으므로 동일한 LED 밝기를 얻으려면 LED와 직렬로 저항을 조정해야합니다.

잠시 후에 수정 된 사진을 게시하겠습니다.

MOSFET을 사용하고 게이트에서 접지로 저항을 배치하는 경우

• MOSFET 게이트는 전혀 전류를 감지하지 않습니다 (감지 할 수 있음)

• 전압 감쇠 시간 상수는 이제 완전히 RC 기반입니다.

• Vcap이 MOSFET Vgs_threshold에 가깝게 떨어지면 턴 오프가 발생합니다.
  (더 유용한 것들 :-)).

MOSFET Vgs_max가> 12V인지 확인하십시오. 많은 것은 약 20V입니다. 일부는 더 낮습니다.

1000 uF 캡의 커패시터 누설은 R 방전 값이 클수록 중요 할 수 있습니다.

그러나 10 uF 탄탈륨 캡과 1M 저항은 10 초의 시간 상수를 가지므로 20 초 이상 지연 될 수 있습니다. 47 uF 전해 캡 및 1M이 작동 할 수 있습니다.

IC가 수용 가능하다면 자체 진동 모드에서 CD 4060으로 달성 할 수있는 것을 좋아할 것입니다 ( 그림 12 참조).