Sirkuit Mengemudi Solenoid


7

Saya mencoba mengemudikan solenoid 12v (14W) dan mengalami masalah mencari tahu komponen untuk sirkuit penggerak.

Solenoida menarik sekitar 1.166A dan MCU dioperasikan pada 3.3V.

Saya telah melihat banyak sirkuit mengemudi dan mereka semua terlihat seperti ini:

skema

mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab

Pertanyaan saya:

  1. Parameter lembar data apa yang harus saya cari ketika mendesain sirkuit ini?
  2. Apakah IRF530PBF-ND MOSFET yang cocok untuk menggerakkan solenoid ini?

Juga, bagaimana cara menghitung nilai R1?

Saya tidak ingin menyalin rangkaian yang mungkin atau mungkin tidak berfungsi, saya ingin memahaminya.

Terima kasih banyak sebelumnya!

Jawaban:


2

Solenoida membutuhkan sejumlah arus tertentu untuk menghasilkan medan magnetnya. Jika solenoida adalah induktor yang sempurna, arus DC akan naik di atas semua sarana dan kemungkinan besar akan merusak komponen rangkaian lainnya. Namun, solenoida secara inheren memiliki sejumlah besar resistansi DC yang digunakan untuk membatasi besarnya arus.

Asalkan Anda menempatkan kapasitor bypass (untuk menyerap pulsa arus frekuensi tinggi yang diinduksi dengan mengubah besaran arus) antara GND (dekat dengan sumber MOSFET) dan solenoid koneksi 12 V, Anda tidak perlu khawatir dengan overshoot yang signifikan. MOSFET yang Anda pilih memiliki tegangan tembus 100 V, yang tentunya merupakan pembunuhan berlebihan.

MOSFET juga memiliki resistansi non-nol negara Rdson (160 mOhm), yang akan sedikit mengurangi arus melalui solenoid. Implikasi lain dari Rds adalah disipasi daya MOSFET - yang dapat diabaikan dalam kasus ini (160 mOhms asalkan saluran terbuka penuh).

1) Karena ini adalah aplikasi semi-statis (tidak ada switching pada puluhan kHz), Anda hanya perlu melihat parameter ini:

  • ambang tegangan gerbang (harus lebih rendah dari tegangan gerbang pasokan Anda)
  • on-state resistance Rds (untuk menghitung penurunan dan penurunan tegangan)
  • arus yang diizinkan (yang sangat terkait dengan RDS)

2) Satu masalah yang saya lihat dengan rangkaian Anda adalah bahwa tegangan gerbang akan menjadi 3,3 V tetapi tegangan gerbang MOSFET ditentukan antara 2 dan 4 V. Dalam praktiknya, itu baik-baik saja karena bahkan jika Anda mendapatkan bagian "buruk", MOSFET akan masih sebagian menutup dan membiarkan arus mengalir melalui salurannya. Implikasi dari tegangan gerbang yang rendah adalah bahwa sakelar akan bekerja dalam mode linier, di mana resistannya terhadap keadaan jauh lebih tinggi daripada nilai yang dijamin.

EDIT Tegangan ambang gerbang adalah tegangan minimum tempat MOSFET mulai mengalirkan arus; Namun, saluran saat ini kemungkinan besar tidak akan cukup untuk menyalakan solenoida. Lihatlah Gambar 1 dalam lembar data, yang menghubungkan tegangan gerbang dengan arus drain dan tegangan sumber drain.

Anda dapat dengan mudah menggunakan bagian ini :: FDN327N. Tegangan gerbang ditentukan pada 1,8 V dan arus drain rata-rata yang diizinkan adalah 2 ampere.

Nilai R1 tergantung pada:

  • sumber arus puncak yang diizinkan - beberapa driver gerbang PWM juga dapat mendukung 30 puncak, yang (dengan 10 Ohm gate resistor - R1) dengan cepat mengisi gerbang dan dengan demikian meminimalkan waktu yang dihabiskan dalam mode linear.
  • dv / dt yang diinginkan, yang secara signifikan mempengaruhi emisi yang dipancarkan dan dilakukan
  • tegangan ambang gerbang

Saya berasumsi Anda menggerakkan gerbang dari pin MCU - lihat datasheet pada arus pin yang diizinkan. Arus itu, bagaimanapun, adalah arus rata-rata sehingga Anda dapat mengemudi lebih banyak pada basis puncak. Saya kira 50 mA baik-baik saja -> 3.3V / 50 mA ~ = 70 Ohm akan menjadi nilai yang baik untuk aplikasi ini.


3
Sebagian besar dari apa yang Anda katakan itu baik, tetapi dengan satu pengecualian: 'gerbang threshold voltage' ditentukan antara 2V dan 4V. Ini berarti bahwa di suatu tempat dalam interval ini FET akan mulai melakukan ('mulai' didefinisikan sebagai 250uA). Ini jauh dari tegangan untuk mengaktifkan FET, bahkan di dekat wilayah linier untuk saat ini yang kita bicarakan. Tegangan gerbang terendah yang datanya menunjukkan kurva kinerja khas (! = Kasus terburuk) adalah 4.5V.
Wouter van Ooijen

2

Parameter lembar data yang biasa saya cari adalah: -

1) Kuras batas tegangan sumber untuk memastikan FET Anda dapat mengganti pasokan

2) Kapasitas untuk mengganti arus yang dibutuhkan oleh beban

3) Nyalakan resistensi untuk memastikan FET Anda tidak terlalu panas saat mengaktifkan beban

4) Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan gerbang agar cukup menyalakan FET

5) Jika beban perlu dinyalakan dan dimatikan dengan kecepatan tinggi maka ada parameter lebih lanjut untuk dilihat tetapi karena sirkuit Anda untuk mengendarai solenoida, itu bukan masalah besar.

FET yang ditampilkan cocok jika gerbang digerakkan dari voltase yang dapat menahan resistansi turn-on yang cukup rendah dan jika digerakkan dari logika 5V maka ya harus OK. Jika didorong dari logika 3.3V maka tidak mungkin tidak akan ok.

R1 biasanya tidak diperlukan saat mengendarai FET di sirkuit jenis ini TETAPI, jika sumber penggeraknya sensitif maka selalu merupakan ide yang bagus untuk memasukannya. Ini karena kopling parasit antara drain dan gate. Saya belum memeriksa FET yang Anda gunakan tetapi saya bisa membayangkan itu akan berada di area 100pF dan bisa dibayangkan ini bisa mendorong pulsa arus kembali ke sirkuit Anda ketika switch. 0 ohm hingga 10k mungkin ok untuk hampir semua sirkuit yang mengaktifkan FET tetapi periksa untuk melihat jenis arus yang mungkin ditangani pengemudi karena arus yang berpindah.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.