マイクロコントローラーからのLEDストリップの駆動

明るさを制御するためにPWMを使用してマイクロコントローラーからLEDのストリップを駆動したいと思います。私が持っているストリップは12Vで約1.5Aかかります。私は純粋に低消費電力のデジタルエレクトロニクスにのみ精通しているので、これらの仮定が正しいかどうかを確認し、アドバイスを受けたいと思っていました。

• これを駆動するためにNPNトランジスターを使用する場合、オンにしたときのトランジスターは約0.7v低下するため、オンにしたときに1Wを超える電力を消費します。
• これには、かなり分厚いトランジスタとヒートシンクを必要としますが、できれば避けたいと思います。

• したがって、抵抗がはるかに低いmosfetを使用した方がいいので、小さいほうでおそらくヒートシンクなしで済むようになるかもしれません。

• しかし、私が購入できるさまざまなMOSFETの仕様を見ると、この量の電流を流すことができるものは、マイクロコントローラーから完全にオンにするために3.3vよりもかなり多くの電流を必要とするように見えます。

• では、実際のLEDストリップを制御するために、MOSFETの入力に12Vをスイッチングする小さなNPNトランジスタを用意するのが最善でしょうか？（申し訳ありませんが、このコンピューターで図を描くことはできませんが、必要に応じて後で追加することができます）

私の仮定は正しいですか、そして誰かが何かアドバイスやより良い方法を持っていますか？主な質問ではありませんが、適切な部品の推奨事項にも興味があります。

（編集：これに答える他の投稿を探しましたが、私が望んでいたものは何も見つかりませんでした。誰かが複製へのリンクを持っている場合は、投稿してください。喜んで質問を閉じます）。

12ボルトで1.5 Aを3.3ボルトで切り替えた場合、これはうまく機能するMOSFETソリューションです。ここで提案されているMOSFETは、eBayや他のサイトから入手できるIRLML2502で、10でわずか$ 2.35、送料無料です。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

IRLML2502の最大オン抵抗は、2.5ボルトのゲート電圧で0.08オームであり、ゲート電圧が3.3ボルトに近づくにつれて小さくなります。20ボルトのドレインからソースに耐えることができるため、12ボルトの電源でうまく動作します。ドレイン-ソース電流定格は3アンペアを超え、100％を超える安全マージンを提供します。

0.08オームと1.5アンペアでは、MOSFETは完全にオンのときに180ミリワットを消費します。PWMのスイッチングエッジを考慮しても、損失は250 mWを超えないため、このアプリケーションにヒートシンクは必要ありません。

仮定について：

• 特定のトランジスタのVceが原因で、NPNトランジスタのドロップと散逸が正しく、ビットを与えるか、少し取る
• チャンキートランジスタ（BJT）ですが、実際にはTO-220サイズが一般的であり、はい、ヒートシンクが必要です。
• はい、上記の推奨MOSFETを参照してください
• 不正解です。3.3ボルトを大幅に下回ってオンになり、1.5アンペアを簡単に通過できる低コストのMOSFETがいくつかあります
• いいえ、NPN BJTを使用すると、ベース電流などの周りに常に平衡作用があります。

あなたの仮定のいくつかは正しいです。この答えは1つのより良い方法を提供します、そして私は他にもあると確信しています。

最初に考えるのはこの回路です：-

MCUはBC547をオンまたはオフにし（事実上すべてのNPNが実行します）、これはPチャネルFETのゲートに12Vを適用（または削除）します。オン抵抗の低いPチャネルFETが必要です。0.1 Rds（on）は0.2W未満の電力を消費するため、FETのハンティングを開始するのに最適なポイントです。

数百Hzでスイッチングしている場合、FETのゲートからソースへの10kは問題ありませんが、数kHzの領域にいる場合は、1kの値がより適切です。

おそらくIRLML5203はまともな選択です-それは0.098オームのRds（on）、30Vmax、3Amaxを持ち、SOT23です。