¿Componente ideal para conmutar 84V DC?

Quería controlar una tira de LED de 84 V usando un microcontrolador ATtiny13a con el mínimo desperdicio de energía. Solo quiero encenderlo y apagarlo, no necesito atenuación PWM. La tira utiliza una corriente de 270 mA y tiene una potencia de aproximadamente 22 W. MCU obtendrá un suministro de alrededor de 5 V y 10-15 mA y MCU usa solo alrededor de 3-4 mA como máximo.

Tengo 3 componentes para esto, pero no sé cuál desperdiciará menos energía como calor . Tengo Mosfet de nivel lógico IRL540N , transistor de potencia TIP122 Darlington y Thryistor / SCR BT169D. Estoy evitando los relés de terrón de azúcar porque solo tengo un espacio mínimo en la carcasa/caja para este proyecto, por lo que también necesito el componente que desperdicia la menor cantidad de energía, ya que no pude instalar un disipador de calor.

He programado la eeprom de MCU para encender y apagar el circuito alternativamente cada vez que la configuración se enciende y se apaga, por lo que la función de bloqueo del tiristor/SCR no es un problema aquí. También tengo optoaisladores para proteger la MCU del alto voltaje.

Entonces, ¿cuál de esos componentes es ideal para mi proyecto? Además, si hay algún otro componente que funcione mejor, házmelo saber.

Gracias por adelantado.

Vale la pena investigar los relés de enganche. Sin consumo de energía excepto cuando se cambia. Hay varios tamaños disponibles.
Estoy de acuerdo: un relé de enclavamiento es una mejor opción, si el objetivo es minimizar el desperdicio de energía.
@Norm sí, especialmente si el cambio es relativamente poco frecuente. Con conmutación frecuente, la potencia utilizada por la bobina del relé puede volverse significativa.
¿Cumple con los criterios de tamaño? ¿Hay un relé de enclavamiento de tamaño pequeño como un mosfet?

Respuestas (2)

Usa el MOSFET. Su caso de uso es cambiar una carga de CC. Si la tira de LED tiene mucha inductancia, coloque un diodo flyback a través de ella.

Si maneja la puerta con 5 V en relación con la fuente, entonces el RDS (encendido) se especifica como 0.077 ohmios de la hoja de datos vinculada. La potencia disipada será entonces 0,27 * 0,27 * 0,077 = 0,006 W. No es necesario disipador.

El mosfet IRL540N probablemente será el mejor en todas las áreas, incluso en términos de disipación de energía. Con un Rds (encendido) de 0,077 ohmios (@5Vgs) se disipará solo alrededor de 6 mW a 270 mA. El impulso de compuerta requerido desde el circuito de control es virtualmente cero. Es posible que solo desee conectar a tierra la puerta con una resistencia de alto valor para asegurarse de que esté apagada cuando sea necesario, eso también reducirá los posibles eventos de descarga estática que podrían dañar el mosfet.

El TIP122 y el SCR tendrán voltajes más altos debido a las clasificaciones Vce (sat) y Vt/Vf, por lo tanto, una disipación más alta a 270 mA, quizás tan alta como 0.5 W, no demasiado caliente de ninguna manera, pero probablemente notablemente caliente.

Los optoaisladores que mencionó también son una muy buena manera de mantener seguro el lado de bajo voltaje.