Цепь реле NPN BJT не отключается

Я подаю сигнал 3,3 В с помощью Raspberry Pi на базу NPN-транзистора, чтобы активировать реле SPDT 6 В ( паспорт реле , модель G2R-1-S-DC6(S)). Напряжение срабатывания/сброса реле составляет 4,4/0,9 В. Транзистор активирует схему, как и должно быть, при подаче сигнала, но не выключается при снятии сигнала.

Сопротивление катушки реле составляет 68,7 Ом, как показано в моделировании. Резистор на 161 Ом был добавлен для рассеивания некоторой мощности, поскольку транзистор рассчитан на 600 мВт. Добавляя сопротивление эмиттера, я рассчитал, что оно должно быть ниже 40,7 Ом. Я использовал 33 Ом, потому что это то, что у меня было под рукой. Здесь используется источник питания 24 В пост. тока, потому что он доступен в системе. Я использую транзистор 2N2222 от Radio Shack с бета=200. Земля 3,3 В и земля 24 В были связаны вместе при построении схемы.

Я экспериментировал с добавлением резистора от базы к земле; Я пробовал это с сопротивлением 10k, 33k и 100k. Я попробовал диод параллельно с реле, направленным вверх. Я использовал новый транзистор каждый раз, когда пробовал новую схему, чтобы убедиться, что транзистор не сгорел в результате предыдущего теста. Я также пробовал несколько разных комбинаций Rb и Rc с тем же результатом. Странно то, что при экспериментировании со значениями Rc бета, рассчитанная на основе тестовых измерений, находилась в диапазоне от 50 до 500, что очень странно. Во всех испытаниях ток через реле был рассчитан при моделировании; он не изменился при применении и после снятия сигнала.

Я видел другой пост, где кто-то использовал небольшой конденсатор параллельно с Rb для снятия напряжения с базового эмиттера, мы также пробовали это, но это не сработало ( ссылка - это третья диаграмма сверху).

Любой совет будет принят с благодарностью.

Моделирование схемы без сигнала

Моделирование схемы с сигналом 3,3 В

Как насчет этого. Используйте свою настройку, чтобы включить реле. Потом попробуй отключить. Теперь измерьте напряжение на катушке реле. Это должно сказать вам, есть ли у вас проблемы с транзистором. Я думаю, что вы каким-то образом не сбрасываете свое управляющее напряжение, хотя вы так думаете.
Вы уверены, что правильно разобрались с выводами 2N2222? Отключает ли 2N2222 ток при подключении базы к земле? (то есть: отсоединен от RPi?). FWIW, я бы сказал, что очень не рекомендуется использовать источник питания 24 В для экспериментов такого рода, когда вам нужно только 6 В. Одно неверное движение, и ваш Пи сгорит. Кроме того, при переключении нагрузки эмиттерный резистор не нужен, он просто усложняет эксперимент. (Но вам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нужен базовый резистор, как я думаю, вы уже поняли.)
Кроме того, отзывы о «NPN-транзисторах (15 шт.) 276-1617» в радиомагазинах предполагают, что иногда они неправильно упаковываются и вместо этого содержат PNP-транзисторы. Надеюсь, это не случилось с тобой.
Также для защиты необходим «диод, направленный вверх» на реле. Отсутствие этого позволит катушке реле при выключении генерировать импульс высокого напряжения, который поджарит транзистор. Так что включайте это всегда. Должен быть силовой диод типа 1N4001, 2, 3, 4 (или Шоттки), а не сигнальный диод 1N4148 или 1N914.
Вы должны заменить резистор 161 Ом примерно на 210 Ом, чтобы он упал на 3/4 от 24 вольт, оставив 6 вольт для реле, когда оно включено. Эмиттерный резистор не требуется. Судя по вашим цифрам, транзистор выключается правильно, но вы можете уменьшить базовый резистор, чтобы транзистор насыщался во включенном состоянии (но об этом может позаботиться удаление резистора эмиттера).
Спасибо всем за быстрые ответы, у нас мало времени, чтобы закончить этот проект. Мы сообщим вам после проверки ваших предложений.
Вы изучали, что это проблема soft-where, а не hard-where?

Ответы (3)

Добавьте обратноходовой диод.

При отключении тока катушка будет уменьшать напряжение до тех пор, пока что-то не начнет проводить, чтобы она могла продолжать пропускать ток, пока внутри нее есть магнитная энергия. К сожалению, токопроводящий путь обеспечивается вашим транзистором после того, как он сгорел.

Этот отрицательный импульс может достигать тысяч вольт. Серьезно!

Реле больше не выключится, потому что при первой попытке выключить его обратное напряжение, генерируемое катушкой реле, выбило транзистор, так что теперь он постоянно закорочен между коллектором и эмиттером.

Обычный способ справиться с этим - поставить диод на катушку реле в обратном направлении. Он ориентирован так, что он не проводит, когда реле включено. Когда реле выключается, диод обеспечивает безопасный путь обратного тока от катушки до тех пор, пока он в конечном итоге не рассеется из-за прямого падения напряжения на диоде и сопротивления катушки.

Остальная часть вашей схемы также имеет проблемы. Наличие эмиттерного и базового резисторов не имеет смысла. Поскольку у вас есть намного больше напряжения, чем необходимо, я бы использовал транзистор в конфигурации с током. Подключите базу непосредственно к цифровому выходу и поместите соответствующий резистор между эмиттером и землей для тока реле. Теперь реле всегда будет видеть этот ток во включенном состоянии, независимо от напряжения питания. Напряжение питания, превышающее необходимое, приведет к большему рассеянию на транзисторе, поэтому резистор, включенный последовательно с реле, имеет смысл.

Я бы 2-й это.
@Olin: Просто любопытно, какое влияние это оказывает на потребляемый ток транзистора, если резистор расположен между эмиттером и землей, а когда он размещен, между реле и коллектором (с эмиттером, подключенным непосредственно к земле). Кроме того, почему это должно быть предпочтительным, если у нас есть намного больше напряжения, чем требуется для нашей нагрузки.

В дополнение к вышеупомянутым предложениям, ваша конструкция не обеспечивает достаточный ток для катушки. Ваше описание показывает Ic = 65,71 мА , в соответствии со спецификациями вашего реле катушке требуется 87 мА в режиме постоянного тока для SPDT при 6 В. Вам нужно на 20 мА больше. Если реле не управляется током в соответствии со спецификациями производителя, часто они работают хаотично. Я рекомендую вам использовать конфигурацию транзистора Дарлинтона для управления реле. Это обычный способ сделать это (например, с помощью микросхем ULN2803A для управления несколькими реле). Дарлингтон может коммутировать больший ток, чем в схеме коллектор-эмиттер.введите описание изображения здесь

Ваш ответ не имеет смысла. Он сказал, что реле включается, просто потом его нельзя выключить. Если бы через катушку протекал слишком маленький ток, она вообще бы никогда не включилась, и это вовсе не объясняет, почему ее нельзя выключить.
Я согласен с вами, Олин, вероятно, он не поставил диод на соединение катушки. В любом случае, если он поместит диод, его конструкция не будет работать должным образом в соответствии со спецификацией реле, мой комментарий остается в силе. (Я изменил текст).
К сожалению, у нас не было времени поработать над конструкцией транзистора, чтобы заставить его работать. Мы смогли заставить реле работать с MOSFET, мы потратили слишком много времени на конструкцию транзистора. В любом случае спасибо за все ваши ответы, мы по крайней мере знаем, что это была не простая ошибка.
Цепь реле NPN BJT не отключается
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v