TIP122 on NPN Darlingtoni võimsustransistor, mida kasutatakse mõõdukate elektrikoormuste lülitamiseks ja juhtimiseks väikese juhtsignaaliga. Selle kõrge vooluvõimendus on kasulik, kuid õiged tihvtide ühendused, õige baasajam, soojuskadu ja kaitseosad on olulised. See artikkel annab üksikasju hinnangute, juhtmestiku, soojuskontrolli ja ohutu kasutamise kohta.
TIP122 ülevaade
TIP122 on NPN Darlingtoni võimsustransistor, mis on mõeldud mõõdukate elektrikoormuste lülitamiseks ja juhtimiseks. Selle sisemine Darlingtoni paar annab väga suure vooluvõimenduse, võimaldades väikesel baasvoolul juhtida palju suuremaid kollektorivoolusid. See teeb TIP122 sobivaks rakendusteks, mis vajavad lihtsat voolu võimendamist või koormuse lülitamist.
TIP122 tihvtide konfiguratsioon
• TIP122 asub TO-220 pakendis, millel on kolm selgelt määratletud terminali.
• Pin 1 on baas, mis võtab vastu juhtimissignaali. Darlingtoni struktuuri tõttu nõuab see kõrgemat baas-emitteri pinget, kuid suhteliselt madalat ajamivoolu.
•Pin 2 on kollektor, mis ühendub koormuse või toite poolega. Metallist klapp on seestpoolt ühendatud kollektoriga.
• Pin 3 on emitter, mis tagab voolu tagasipöördumise tee, kui transistor juhib.
• Kuna kollektor on ühendatud metallklambriga, on elektriline isolatsioon vajalik, kui radiaator ei ole kollektori potentsiaalis.
TIP122 elektrilised hinnangud ja piirangud
| Parameeter | Tüüpiline hinnang |
|---|---|
| Kollektor-emitteri pinge (VCEO) | 100 V |
| Pidev kollektorivool (IC) | 5:00 AM |
| Kollektsionääri tippvool (ICM) | ~8 A |
| Alalisvoolu võimendus (hFE) | ~1000 |
| Baasvool (IB) | Kuni ~120 mA |
| Võimsuse hajutamine (PC) | Kuni ~65 W (radiaatoriga) |
TIP122 küllastuspinge ja soojuskadu
Täielikult sisse lülitatuna näitab TIP122 märgatavat kollektori-emitteri küllastuspinget, VCE(satelliit). See pingelangus suureneb koormusvooluga ja põhjustab sisemise võimsuse kadu.
Võimu hajumine järgneb sellele suhtele:
P = VCE(satelliit) × IC
Kui vool tõuseb, suureneb soojuse tootmine kiiresti, mistõttu on töös soojusjuhtimise arvestamine.
Baasimootori nõuded õigeks TIP122 lülitmiseks
Kuigi TIP122-l on suur vooluvõimendus, vajab see siiski piisavat baasvoolu, et saavutada täielik küllastus. Kõrge võimendus ei kõrvalda vajadust korraliku baasmootori järele.
Levinud lähendus baasvoolule on:
IB ≈ IC / hFE
Ebapiisav baasvool põhjustab kõrgemat VCE(satelliiti), suurenenud soojust ja lülitusvõime vähenemist.
TIP122 baastakisti valimine mikrokontrolleri väljundist
• Tuvastada mikrokontrolleri juhtimispinge, näiteks 5 V või 3,3 V
• Oletame, et TIP122 jaoks on Darlingtoni baas-emitter umbes 2,5 V pingega
• Vali soovitud baasvool (IB), mis on vajalik TIP122 käitamiseks
• Arvuta takisti väärtus järgmiselt:
R = (Vcontrol – VBE(on)) / IB
Tagasivooludioodi kaitse TIP122 induktiivsete koormuste jaoks
Kui TIP122 kasutatakse induktiivsete koormuste, nagu mootorite, solenoidide või releede lülitamiseks, tuleks koormuse kohale alati paigutada tagasivooludiood. Induktiivsed koormused salvestavad energiat, kui need on sisse lülitatud, ja kui TIP122 lülitub välja, vabaneb see energia kõrgepinge tõusuna. Tagasivoolu diood tagab selle voolu ohutu tee ja surub piigi ohutule tasemele. Ilma selle kaitseta võivad korduvad pingetõusud TIP122-d stressitada või kahjustada.
Soojuskontrolli ja radiaatori kasutamine TIP122-ga
Soojuse kogunemine on oluline TIP122 kasutamisel, sest selle küllastuspinge põhjustab voolukaotust. Kui vool läbib transistori, muutub see kadu soojuseks. Suurem vool tähendab seadmes rohkem soojust. Jahutusradiaatori lisamine aitab selle soojuse TIP122-st eemale viia, hoides selle temperatuuri kontrolli all ja võimaldades sellel usaldusväärsemalt töötada.
Ohutud tööpiirangud, mis kaitsevad TIP122
TIP122-l on ohutu tööala, mis määrab, kui palju pinget ja voolu ta suudab korraga töödelda. Nende piiride piires püsimine on vajalik vahetuse ajal, kui stress on suurem. Kui pinge ja vool ületavad nimivahemiku, võib TIP122 aja jooksul üle kuumeneda või rikke minna. Marginaali hoidmine alla piiride aitab säilitada stabiilse töökindluse ja pikaajalise töökindluse.
TIP122 ekvivalentsed ja alternatiivsed seadmevalikud
| Kategooria | Valikud |
|---|---|
| Sama Darlingtoni NPN perekond | TIP120, TIP121 |
| Täiendav PNP paar | TIP127 |
| MOSFET alternatiivid | Loogikataseme MOSFET-id madalama pingekaduga |
| Teised Darlingtoni valikud | BD679, TIP142 |
Levinud TIP122 probleemid ja kiired kontrollid
• Koormus ei lülitu täielikult sisse - Kontrolli baastakisti väärtust ja baasajami voolu
• Transistor läheb liiga kuumaks – Paranda soojuse eemaldamist või kaalu MOSFET-i kasutamist
• Müra või süsteemi lähtestamine – Veendu, et induktiivsete koormuste jaoks on olemas tagasivooludiood
• Vooluring ei tööta ootuspäraselt - Kontrolli TIP122 tihvti ja kõiki ühendusi
Kokkuvõte
TIP122 töötab usaldusväärselt, kui selle elektrilised piirangud, baasmootori vajadused ja soojuse hajutamine on korralikult lahendatud. Selle küllastuspinge tekitab soojust, mida tuleb hallata hea soojuskontrolliga, ning induktiivsed koormused vajavad tagasivooludioodi kaitset. Ohutute tööpiirangute, levinud probleemide ja alternatiivide mõistmine aitab tagada stabiilse ja ennustatava vooluringi jõudluse.
Korduma kippuvad küsimused [KKK]
Kas TIP122 saab kasutada lineaarvõimenduseks?
Jah, aga see on ebaefektiivne. TIP122 tekitab lineaarses töös märkimisväärset soojust tänu oma kõrgele pingelangusele.
Kas TIP122 sobib kiireks lülitamiseks?
Ei. Selle Darlingtoni struktuur teeb selle aeglaseks, mistõttu ei toimi see hästi kõrgetel lülitussagedustel.
Kas TIP122 vajab baas-allatõmmatavat takistit?
Mitte alati, aga transistor lisamine aitab tagada, et transistor lülitub täielikult välja, kui juhtsignaal hõljub.
Kuidas mõjutab temperatuur TIP122-d?
Kõrgem temperatuur suurendab voolu võimendust, kuid vähendab ohutuid voolupiire ja suurendab ülekuumenemise riski.
Kas TIP122 saab juhtida PWM-signaaliga?
Jah, madalatel sagedustel, aga lülituskaod suurenevad kiiresti, kui sagedus tõuseb.
Kas TIP122 on hea valik madalpinge vooluringidele?
Ei. Selle baas-emitteri ja küllastuspinged vähendavad madalpingesüsteemides kasutatavat väljundpinget.