¿Es normal que un transistor que hace funcionar un motor esté muy caliente?

He investigado durante unas horas, pero todavía estoy preocupado.

Estoy construyendo un cuadricóptero de muy bajo presupuesto (piense en palillos de dientes) y, como he visto en este sitio , un mosfet D10N05 haría el trabajo. He visitado 3 de las tiendas de electrónica más grandes de mi área pero, desafortunadamente, no tienen esta pieza específica, ni ningún mosfet de hecho.

Luego, vi esta publicación aquí en sí y, por suerte, tengo algunos 2222 acumulando polvo en un contenedor. Lo probé, y funciona a las mil maravillas. Pero, una cosa que noté fue que los transistores se calentarían tanto que no podía tocarlos. ¿Es esto de esperar? Tengo algunos disipadores de calor pequeños y un adhesivo térmico que puedo colocar una vez que sepa que está bien.

¡Gracias de antemano!

EDITAR: el transistor no alcanza temperaturas altas de inmediato. Se calienta con el tiempo.

Aquí están las partes que estoy usando:

  1. Motores pequeños , clasificados en 3.7v 100ma

  2. transistores 2n2222

  3. 1n4001 como diodo flyback

  4. Fuente de alimentación de 5v (pero usaré una batería de 3.7v en la versión final)

  5. Arduino nano (control PWM)

¿De qué temperatura exacta estamos hablando?
no medí. Pero, cualitativamente, muy caliente.
muy caliente es de esperar, pero muy, muy caliente no es bueno.
Entonces... ¿disipadores de calor?
¿Por qué? Dijiste que estaba muy caliente, no muy, muy caliente, ¿verdad?
Olí a plástico quemado, pero no a humo mágico.
Es posible que esté utilizando demasiada corriente de base: ¿qué corriente de base y de motor está utilizando?
@ PandaLion98: el plástico se quema solo a temperaturas extremadamente altas, no muy calientes y, de lejos, no muy calientes. ¿Estás seguro de que solo hace mucho calor?
@PlasmaHH Huele a quemado, por lo tanto, hace mucho calor.
@pjc50 mas o menos 100ma, pero dudo de la pagina. Supongamos que es 250ma.
¿Qué resistencia tienes entre el arduino y la base?
Si no puedes tocarlo con el dedo, hace bastante calor (60°C+). Si tu dedo húmedo chisporrotea cuando lo tocas, está demasiado caliente y fallará en breve.
@ pjc50 ninguno. ¿Debo agregar uno?
Prueba con 100ohm y luego con 1k.
@SpehroPefhany ¿el transistor falla o el dedo?
@ pjc50 Veo lo que hiciste allí.
Mida la tensión colector-emisor con el motor en marcha. Si es más de 0,5 V, más corriente base ayudará, no menos.
Dudo mucho que estos motores solo estén clasificados para 100 mA. Tienen una RPM nominal de 48,000 y con un accesorio en ellos (suministrado) van a cambiar algo de aire y si todo lo que tiene en la especificación es 3.7V a 100mA, algo anda mal. Siempre compre cosas con las hojas de datos adecuadas.
@Andyaka exactamente.
@ pjc50 Ambos: el dedo una vez que hierve. ;-)
Así que sí. Voy a probar sus sugerencias ahora mismo. No debería tomar más de 15 minutos.
¿Cuál es la corriente de parada de los motores? Esa es la cantidad de corriente que verán los transistores cuando los motores se inicien por primera vez (antes de que realmente comiencen a girar)
@derstrom8 Sinceramente, no tengo ni idea. Pero son bastante pequeños, por lo que creo que no debería llegar a más de 1A.
Puede medirlo conectándolo a una batería (preferiblemente un SLA, funcionan mejor con cargas de alta corriente) con un amperímetro en serie y sostenga el eje del motor para que no pueda girar. La lectura actual de su amperímetro le indicará la corriente de pérdida. Mientras lo hace, también puede medir la corriente real sin carga mientras el eje gira libremente.
@derstrom8 500ma
¿Es esa la corriente de parada?
Sí. Sí, lo es.
El transistor TO-92 2N2222 solo está clasificado para 600 mA. Si bien esto sigue siendo más alto que la corriente de pérdida, definitivamente está superando sus límites. Se pondrá muy caliente. Sugiero buscar diferentes transistores clasificados para una corriente más alta, o al menos poner un disipador de calor con clip
Va bastante bien con el disipador de calor. Juego de palabras intencionado.
Otra opción, si aún le preocupa, es usar un PN2222 (es decir, el PN2222ATF de Fairchild). Está clasificado para 1A pero aún usa el paquete TO-92
Me movería a un paquete TO-220 al menos. Menos plástico para quemar (en términos proporcionales), más paquete para soportar el calor y más fácil de sujetar un disipador de calor.
Realmente me encantaría, y de hecho estaba buscando ese paquete exacto. Pero, estando en el lugar en el que estoy ahora, los TO-92A son la norma. Los TO-220 son bastante raros aquí, o están reservados para los transistores más grandes.

Respuestas (2)

Para responder a su pregunta: Sí, es normal que los transistores (de potencia) bajo carga se calienten mucho durante el funcionamiento. La mayoría están clasificados para temperaturas muy por encima de los 100 grados C.

Incluso 60 grados C es demasiado caliente para tocar, al menos para las pestañas de metal expuestas y demás.

Tenga en cuenta que es normal que los transistores se calienten cuando funcionan con una corriente considerable. Los transistores utilizados en la pregunta tienen una clasificación de 1A, y 100mA es lo suficientemente importante como para calentarlos.

Cuando se opera con una corriente muy pequeña, por ejemplo, para lógica de baja velocidad, un transistor caliente es indicativo de una falla.

Tenga en cuenta que los transistores en una CPU moderna SÍ se calientan mucho, pero eso no se debe a la alta corriente por transistor, sino a que hay muchos de ellos en un paquete pequeño y restringido.

Al diseñar un circuito, por supuesto, es deseable que no se caliente demasiado. Mantener la temperatura baja aumenta la longevidad del dispositivo. Sin embargo, mantener baja la temperatura puede significar elegir transistores más robustos, y esto cuesta más. Para un helicóptero cuádruple, también se puede observar que los transistores más grandes conducen a pérdidas más pequeñas, pero también a un mayor peso y costo.

Para un rendimiento óptimo, los transistores no deben ser demasiado pequeños (vida corta, peligro para el operador, gran pérdida de potencia) ni demasiado grandes (peso pesado, alto costo).

No, no es "normal" que los transistores se calienten mucho mientras están en funcionamiento; es una excepción para los transistores de potencia.
Sí, y estos son transistores de potencia. Solo 100mA, pero es para un helicóptero cuádruple pequeño, por lo que todo es pequeño, incluida la corriente. Todo lo que digo es que no hay necesariamente nada de malo en hacer funcionar los transistores a 100 grados C.
Los transistores solo tienen una clasificación de 1A, y eso es a la temperatura máxima de unión de 150 grados. Entonces, incluso a 100 mA, es muy posible que se calienten demasiado para tocarlos. Dicho esto, ¡por supuesto que podría haber algún problema con el circuito de PandaLion!
Para todos los que votaron negativamente: ¿Esperan poder tocar el funcionamiento interno de todos los componentes electrónicos, o solo los cuadricópteros? ¿Seguiría manteniendo la misma postura si los transistores estuvieran escondidos dentro del dispositivo? Computadoras, herramientas eléctricas, equipo estéreo; todos contienen componentes que se calientan demasiado al tacto. Evitar eso es simplemente un costo sin ningún beneficio. ¿Para qué parte del rango de temperatura nominal de un componente está bien diseñar? Incluso un objeto de metal de 40 grados C está demasiado caliente para tocarlo cómodamente. ¿Debería mantenerse todo por debajo de los 37 grados C?
@avl_sweden y a todos los que están leyendo y leerán esto: El transistor no se calienta inmediatamente. Alcanza esa temperatura con el tiempo. Se adjuntaron disipadores de calor, pero todavía tengo que probar.
Es incorrecto decir "es normal que los transistores se calienten mucho mientras están en funcionamiento" porque otros lectores podrían pensar que todos los transistores (cualquiera que sea la aplicación) deberían calentarse y eso no es cierto.
PandaLion: ¿Tienes alguna forma de medir exactamente cuánto calor hace? Si está un poco demasiado caliente para tocarlo, entonces está en algún lugar entre 40 y 50 grados C, y eso está completamente bien para el transistor al menos.
Andy alias: Ah, entonces entiendo tu punto :-) .
Anotado. Tome un voto a favor.
Intenté aclarar esto para que nadie piense que su tablero debe calentarse al construir una luz intermitente LED a partir de componentes discretos (por ejemplo) :-).

No esperaría que un 2N2222 que funciona a 100 mA se caliente si el circuito está diseñado correctamente.

¿Le estás dando suficiente impulso base? Necesita una unidad base de aproximadamente 10 mA. Si el procesador funciona con 3,7 V, necesitará una resistencia base de 330 ohmios (no 1k como en el enlace) para proporcionar suficiente potencia.

Me sorprende que los motores solo consuman 100mA. ¿Los has medido? Pueden estar tomando más.

Según la hoja de datos , el voltaje del colector solo debe ser de ~ 0.3 V, por lo que solo obtendrá una disipación de 30 mW, eso no calentaría el transistor.

El 1N4001 no es adecuado como diodo flyback, es demasiado lento. Algo como un 1N5819 funcionaría, pero hay muchos tipos que serían mejores que un 1N4001. Sería preferible un shottky, pero sería mejor un diodo de unión de silicio más rápido.

Gracias por los consejos adicionales. Todavía no he terminado con el proyecto. Alguien arruinó el envío, y no soy yo.
Actualmente 4 años en mi título de Ingeniería Electrónica. estoy teniendo flashbacks jaja
¿Es normal que un transistor que hace funcionar un motor esté muy caliente?
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