Выбор полевого МОП-транзистора для светодиодной ленты 12 В и логики 3,3 В

В настоящее время я планирую проект недорогого контроллера RGB-светодиодов с поддержкой WiFi, и мне может понадобиться помощь в просмотре моего списка деталей и общей концепции.

Что я хочу сделать, так это построить относительно недорогой контроллер RGB LED (полосы) с поддержкой WiFi. В конце концов, им нужно управлять через приложение для Android, которое уже разрабатывается в свободное время. Для модуля WiFi я хочу использовать печально известную плату ESP8266, а именно ESP-07 .

Речь идет об обычных, RGB, светодиодных лентах (в моем случае 5050 SMD) — ничего особенного.

В планах прошить его прошивкой nodemcu (ссылку дать не могу, но гугление "nodemcu" покажет о чем идет речь, но это не имеет особого значения ради вопроса), написать простенькую реализацию TCP-сервера что позволяет управлять рабочим циклом 3 контактов GPIO по сети. У меня нет проблем, связанных с программным обеспечением или программированием MCU, приложения или чего-либо еще. В чем я не уверен, так это в задействованной здесь электронике. Я понял, что хочу использовать транзисторы или МОП-транзисторы для управления светодиодными лентами 12 В с использованием логики 3,3 В ESP8266. Из того, что я знаю, я должен выбрать полевой транзистор, который может быстро переключаться (требование для ШИМ) и имеет максимальное пороговое напряжение затвора ниже 3,3 Вольта. На основании этих требований и наличия у моего поставщика яи я хочу подключить его напрямую к трем выходам GPIO микроконтроллера.

Есть ли причина, по которой это плохая идея? Может стоит добавить диод? Я так не думаю, поскольку светодиоды являются резистивной нагрузкой, а не индуктивной (поэтому не должно быть всплесков напряжения или чего-либо подобного, но я непрофессионал, когда дело доходит до электроники, гораздо больше вовлечен в программирование ..) Пожалуйста скажите мне, есть ли какие-либо подводные камни в этом плане, и спасибо, что нашли время, чтобы прочитать мой план.

Мы говорим об индивидуально адресуемых светодиодах или о тех, где вы можете управлять всей полосой как единым целым? Каков максимальный ток потребления одного канала полосы?
У меня нет таблицы данных для полосы под рукой, но это полоса 5050 SMD, и она комфортно работает от источника питания 5 А примерно на 5 метрах полосы. Вероятно, можно было бы добавить еще немного, поэтому максимальный ток на канал будет примерно равен 5 А, разделенному на три, для чего MOSFET кажется достаточным. Исходный пост тоже отредактировал.
В случае, если кто-то пройдет здесь, как я искал MOSFET для полосы управления от esp8266, вы можете использовать IRLZ44N. Источник: www.esp8266color.com
@NickJohnson, светодиоды на 12 В обычно не адресуются по отдельности. Это те, у которых 4 линии управления: красная, зеленая, синяя и земля. Светодиоды с индивидуальной адресацией обычно работают от 5 В и имеют 3 линии управления: + 5 В, заземление и ввод данных.

Ответы (1)

Полевой транзистор, на который вы ссылаетесь, не подходит для вашего приложения. Взглянув на таблицу «типовых характеристик», мы видим следующее:

введите описание изображения здесь

Vgs(th) указан как от 2 до 4 вольт - оно уже может быть выше, чем наше напряжение питания, но не особенно в столбце «условия» справа: спецификация дана только для 250 микроампер тока. Ваши светодиоды, по-видимому, будут потреблять намного больше.

Чтобы выяснить, подходит ли полевой транзистор, вам нужно знать, какой ток вы планируете потреблять, а затем найдите график, на котором изображены «типичные выходные характеристики»:

введите описание изображения здесь

Ищите линию, соответствующую напряжению затвора, которое вы планируете использовать — в данном случае оно недостаточно низкое — и ищите, где кривая выравнивается. Если это на текущем уровне больше, чем количество тока, которое вам нужно обеспечить, все в порядке. В качестве альтернативы посмотрите на «типичные характеристики передачи»:

введите описание изображения здесь

Это отображает максимальный ток как функцию напряжения затвора, поэтому вы можете проследить линию от напряжения затвора вашего микроконтроллера — 3,3 вольта — чтобы определить, каким будет максимальный уровень тока при этом напряжении затвора. Опять же, в этом случае график на самом деле не идет достаточно низко, чтобы оценить это на этом конкретном полевом транзисторе.

Продолжайте искать — есть полевые транзисторы, соответствующие вашим требованиям — и помните, что все зависит от того, какой ток вы планируете проводить.

А как насчет использования второго маленького транзистора для переключения МОП-транзистора? Логика 3,3 В -> маленький транзисторный затвор (12 В на коллекторе), маленький транзисторный эмиттер -> затвор MOSFET (снова 12 В на коллекторе) - имеет ли это смысл?
@RobinHeller Да, это возможно, но выбрать мощный полевой МОП-транзистор с более низким значением Vgs (th) было бы гораздо проще.
Какие характеристики мне нужно изучить, чтобы найти обычный транзистор, совместимый с переключением FET? Я могу получить IRFZ44N довольно дешево из Китая, так что это скорее экономическое решение.
То же, что и выше, только ток, который вам нужно будет проводить, намного ниже. Или используйте маломощный BJT. Мне трудно поверить, что IRFZ44N — единственный полевой транзистор, который можно дешево достать из Китая!