TIP122 yra NPN Darlington galios tranzistorius, naudojamas vidutinėms elektros apkrovoms perjungti ir valdyti su mažu valdymo signalu. Didelis srovės padidėjimas yra naudingas, tačiau svarbu teisingos kaiščių jungtys, tinkama pagrindo pavara, šilumos nuostoliai ir apsauginės dalys. Šiame straipsnyje pateikiama išsami informacija apie įvertinimus, laidus, šilumos valdymą ir saugų veikimą.
TIP122 Apžvalga
TIP122 yra NPN Darlington galios tranzistorius, skirtas vidutinėms elektros apkrovoms perjungti ir valdyti. Jo vidinė Darlingtono pora užtikrina labai didelį srovės padidėjimą, leidžiantį mažai bazinei srovei valdyti daug didesnes kolektoriaus sroves. Dėl to TIP122 tinka programoms, kurioms reikalingas paprastas srovės stiprinimas arba apkrovos perjungimas.
TIP122 kontaktų konfigūracija
• TIP122 yra TO-220 pakuotėje su trimis aiškiai apibrėžtais gnybtais.
• 1 kaištis yra pagrindas, kuris priima valdymo signalą. Dėl Darlingtono struktūros jam reikalinga didesnė bazinė emiterio įtampa, bet santykinai maža pavaros srovė.
• 2 kaištis yra kolektorius, kuris jungiasi prie krovinio arba tiekimo pusės. Metalinis skirtukas yra viduje prijungtas prie kolektoriaus.
• 3 kaištis yra emiteris, kuris suteikia srovės grįžtamąjį kelią, kai tranzistorius laidus.
• Kadangi kolektorius yra pririštas prie metalinio skirtuko, elektros izoliacija reikalinga, jei radiatorius nėra kolektoriaus potencialo.
TIP122 Elektros vardai ir ribos
| Parametras | Tipiškas įvertinimas |
|---|---|
| Kolektoriaus–emiterio įtampa (VCEO) | 100 V |
| Nuolatinė kolektoriaus srovė (IC) | 05:00 |
| Kolektoriaus didžiausia srovė (ICM) | ~8 A |
| Nuolatinės srovės stiprinimas (hFE) | ~1000 |
| Bazinė srovė (IB) | Iki ~120 mA |
| Galios išsklaidymas (vnt.) | Iki ~65 W (su radiatoriumi) |
TIP122 prisotinimo įtampa ir šilumos nuostoliai
Visiškai įjungus, TIP122 rodo pastebimą kolektoriaus-emiterio prisotinimo įtampą, VCE(sat). Šis įtampos kritimas didėja didėjant apkrovos srovei ir dėl to prarandama vidinė galia.
Galios išsklaidymas seka santykį:
P = VCE(sat) × IC
Kylant srovei, šilumos gamyba sparčiai didėja, todėl eksploatacijos metu reikia atsižvelgti į šilumos valdymą.
Pagrindiniai pavaros reikalavimai tinkamam TIP122 perjungimui
Nors TIP122 turi didelį srovės padidėjimą, jam vis tiek reikia pakankamai bazinės srovės, kad būtų pasiektas visiškas prisotinimas. Didelis stiprinimas nepašalina tinkamos bazinės pavaros poreikio.
Bendras bazinės srovės aproksimavimas yra:
IB ≈ IC / hFE
Nepakankama bazinė srovė lemia didesnį VCE (sat), padidėja šiluma ir sumažėja perjungimo našumas.
TIP122 bazinio rezistoriaus pasirinkimas iš mikrovaldiklio išvesties
• Nustatykite valdymo įtampą iš mikrovaldiklio, pvz., 5 V arba 3,3 V
• Tarkime, kad Darlingtono bazinis spindulys yra maždaug 2,5 V įtampos TIP122
• Pasirinkite norimą bazinę srovę (IB), reikalingą TIP122
• Apskaičiuokite rezistoriaus vertę naudodami:
R = (Vcontrol – VBE(on)) / IB
Flyback diodų apsauga TIP122 indukcinėms apkrovoms
Kai TIP122 naudojamas indukcinėms apkrovoms, tokioms kaip varikliai, solenoidai ar relės, perjungti, skersai apkrovos visada turi būti dedamas atgalinis diodas. Indukcinės apkrovos kaupia energiją, kol jos yra įjungtos, o kai TIP122 išsijungia, ta energija išsiskiria kaip aukštos įtampos šuolis. Atgalinis diodas suteikia saugų kelią šiai srovei ir užspaudžia smaigalį iki nekenksmingo lygio. Be šios apsaugos pasikartojantys įtampos šuoliai gali įtempti arba sugadinti TIP122.
Šilumos valdymas ir radiatoriaus naudojimas su TIP122
Naudojant TIP122 svarbu kauptis šiluma, nes dėl jo prisotinimo įtampos prarandama galia. Kai srovė teka per tranzistorių, šis nuostolis virsta šiluma. Didesnė srovė reiškia daugiau šilumos prietaiso viduje. Pridėjus radiatorių, ši šiluma atitraukiama nuo TIP122, kontroliuojama jo temperatūra ir jis gali veikti patikimiau.
Saugios veikimo ribos, apsaugančios TIP122
TIP122 turi saugią veikimo zoną, kuri apibrėžia, kiek įtampos ir srovės jis gali atlaikyti vienu metu. Šių ribų reikia laikytis perjungimo metu, kai stresas yra didesnis. Jei įtampa ir srovė viršija vardinį diapazoną, laikui bėgant TIP122 gali perkaisti arba sugesti. Tam tikros maržos išlaikymas žemiau ribų padeda išlaikyti stabilų veikimą ir ilgalaikį patikimumą.
TIP122 lygiavertės ir alternatyvios įrenginio parinktys
| Kategorija | Parinktys |
|---|---|
| Ta pati Darlingtono NPN šeima | TIP120, TIP121 |
| Papildoma PNP pora | PATARIMAS127 |
| MOSFET alternatyvos | Loginio lygio MOSFET su mažesniais įtampos nuostoliais |
| Kiti Darlingtono pasirinkimai | BD679, TIP142 |
Dažnos TIP122 problemos ir greiti patikrinimai
• Apkrova neįsijungia iki galo - Patikrinkite bazinio rezistoriaus vertę ir pagrindo pavaros srovę
• Tranzistorius per daug įkaista – pagerinkite šilumos šalinimą arba apsvarstykite galimybę naudoti MOSFET
• Triukšmas arba sistemos atstatymas – įsitikinkite, kad indukcinėms apkrovoms yra atgalinis diodas
• Grandinė neveikia taip, kaip tikėtasi – patikrinkite TIP122 kontaktų išdėstymą ir visas jungtis
Išvada
TIP122 veikia patikimai, kai tinkamai valdomos jo elektrinės ribos, bazinės pavaros poreikiai ir šilumos išsklaidymas. Jo prisotinimo įtampa sukelia šilumą, kurią reikia valdyti gerai kontroliuojant, o indukcinėms apkrovoms reikalinga atgalinio diodo apsauga. Saugių veikimo ribų, dažniausiai pasitaikančių problemų ir galimų alternatyvų supratimas padeda užtikrinti stabilų ir nuspėjamą grandinės veikimą.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Ar TIP122 gali būti naudojamas linijiniam stiprinimui?
Taip, bet tai neefektyvu. TIP122 gamina didelę šilumą linijiniu veikimu dėl aukštos įtampos kritimo.
Ar TIP122 tinka greitaeigiam perjungimui?
Ne. Dėl Darlingtono struktūros jis yra lėtas, todėl jis neveikia gerai esant aukštiems perjungimo dažniams.
Ar TIP122 reikalingas bazinis ištraukiamasis rezistorius?
Ne visada, bet pridedant vieną padeda užtikrinti, kad tranzistorius visiškai išsijungtų, kai valdymo signalas plūduriuoja.
Kaip temperatūra veikia TIP122?
Aukštesnė temperatūra padidina srovės padidėjimą, bet sumažina saugias srovės ribas ir padidina perkaitimo riziką.
Ar TIP122 galima važiuoti su PWM signalu?
Taip, esant žemiems dažniams, tačiau perjungimo nuostoliai greitai didėja didėjant dažniui.
Ar TIP122 yra geras pasirinkimas žemos įtampos grandinėms?
Ne. Jo bazinis emiterio ir prisotinimo įtampa sumažina naudingą išėjimo įtampą žemos įtampos sistemose.