LED-Streifen vom Mikrocontroller ansteuern

Ich möchte einen LED-Streifen von einem Mikrocontroller mit PWM ansteuern, um die Helligkeit zu steuern. Der Streifen, den ich habe, benötigt ungefähr 1,5 A bei 12 V. Ich bin nur mit reiner digitaler Elektronik mit geringem Stromverbrauch vertraut und wollte daher überprüfen, ob diese Annahmen korrekt sind, und Ratschläge erhalten: -

• Wenn ich einen NPN-Transistor verwende, um dies anzusteuern, fällt der Transistor beim Einschalten um etwa 0,7 V ab und verbraucht sich beim Einschalten über 1 Watt.
• Dies würde einen einigermaßen klobigen Transistor und einen Kühlkörper erfordern, den ich nach Möglichkeit vermeiden möchte.

• Also würde ich besser einen Mosfet verwenden, der einen viel geringeren Widerstand hat, damit ich mit einem kleineren und vielleicht ohne Kühlkörper davonkommen kann?

• Wenn man sich jedoch die technischen Daten der verschiedenen MOSFETs ansieht, die ich kaufen kann, sieht es so aus, als ob jeder, der diese Strommenge durchlässt, erheblich mehr als 3,3 V benötigt, die ich von meinem Mikrocontroller erhalten kann, um ihn vollständig einzuschalten.

• Also ist es am besten, wenn ein kleiner NPN-Transistor 12 V an den Eingang eines Mosfets schaltet, um den tatsächlichen LED-Streifen zu steuern? (Leider kann ich auf diesem Computer kein Diagramm zeichnen, aber bei Bedarf später ein Diagramm hinzufügen.)

Sind meine Annahmen richtig und hat jemand einen Rat oder einen besseren Weg? Ich würde mich auch für Empfehlungen für geeignete Teile interessieren, obwohl das nicht meine Hauptfrage ist.

(Bearbeiten: Ich habe nach anderen Posts gesucht, die dies beantwortet haben, und nichts gefunden, was genau meinen Wünschen entsprach. Wenn jemand einen Link zu einem Duplikat hat, dann poste ihn bitte und ich werde die Frage gerne schließen.)

Für 1,5 A bei 12 Volt, geschaltet um 3,3 Volt, ist hier eine MOSFET-Lösung, die gut funktionieren würde. Der hier vorgeschlagene MOSFET ist ein IRLML2502 , der bei eBay und anderen Websites für nur 2,35 USD für 10 USD mit kostenlosem Versand erhältlich ist.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Der IRLML2502 hat einen maximalen Einschaltwiderstand von 0,08 Ohm bei einer Gate-Spannung von 2,5 Volt und weniger, wenn sich die Gate-Spannung 3,3 Volt nähert. Es kann 20 Volt Drain to Source standhalten , daher funktioniert es gut mit einer 12 Volt-Versorgung. Die Nennstromstärke der Drain-Source ist größer als 3 Ampere und bietet einen Sicherheitsspielraum von über 100%.

Bei 0,08 Ohm und 1,5 Ampere verbraucht der MOSFET 180 MilliWatt, wenn er vollständig eingeschaltet ist. Selbst unter Berücksichtigung der Schaltflanken der PWM wird die Verlustleistung etwa 250 mW nicht überschreiten, daher ist für diese Anwendung kein Kühlkörper erforderlich.

Zu den Annahmen:

• Der Abfall und die Verlustleistung des NPN-Transistors sind korrekt, geben oder nehmen aufgrund der Vce bestimmter Transistoren ein wenig
• Chunky Transistor (BJT), nicht wirklich, aber eine TO-220 Größe wäre typisch, und ja, ein Kühlkörper wäre erforderlich
• Ja, siehe oben vorgeschlagenen MOSFET
• Nicht korrekt, es gibt mehrere kostengünstige MOSFETs, die deutlich unter 3,3 Volt eingeschaltet werden und problemlos 1,5 Ampere passieren können
• Nein, bei einem NPN-BJT gibt es immer einen Balanceakt um den Basisstrom usw. MOSFETs, die spannungsgesteuerte Geräte sind, arbeiten mit weniger Aufwand

Einige Ihrer Annahmen sind richtig. Diese Antwort bietet einen besseren Weg, und ich bin sicher, dass es noch andere gibt.

Der erste Gedanke ist diese Schaltung: -

Die MCU schaltet den BC547 ein oder aus (praktisch jeder NPN reicht aus) und legt 12 V an das Gate des P-Kanal-FET an (oder entfernt es). Sie benötigen einen P-Kanal-Fet mit geringem Widerstand. 0,1 Rds (ein) verbrauchen weniger als 0,2 W, daher ist dies ein guter Punkt, um nach dem FET zu suchen.

Wenn Sie in den 100er von Hertz schalten, ist 10k Gate-to-Source für den FET in Ordnung, aber wenn Sie sich im Bereich von mehreren kHz befinden, wäre ein 1k-Wert besser.

Möglicherweise ist IRLML5203 eine gute Wahl - es hat 0,098 Ohm Rds (ein), 30 Vmax, 3Amax und ist SOT23