Схема управления соленоидом

Я пытаюсь управлять соленоидом 12 В (14 Вт), и у меня проблемы с определением компонентов цепи управления.

Соленоид потребляет около 1,166 А, а MCU работает при 3,3 В.

Я видел много схем вождения, и все они выглядят примерно так:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Мои вопросы:

1. Какие параметры таблицы я должен искать при разработке этой схемы?
2. IRF530PBF-ND - подходящий MOSFET для управления этим соленоидом?

Кроме того, как я могу рассчитать значение R1?

Я не хочу слепо копировать схему, которая может или не может работать, я хочу это понять.

Огромное спасибо заранее!

Соленоид требует определенного количества тока для создания своего магнитного поля. Если бы соленоид был идеальным индуктором, постоянный ток превысил бы все средства и, скорее всего, повредил бы другие компоненты цепи. Однако соленоиды по своей природе имеют значительную величину сопротивления постоянному току, используемую для ограничения величины тока.

Если вы поместите обходной конденсатор (чтобы поглотить высокочастотные импульсы тока, вызванные изменением величины тока) между GND (рядом с источником Mosfet) и соленоидом подключения 12 В, вам не придется беспокоиться о значительном перерегулировании. Выбранный вами Mosfet имеет напряжение пробоя 100 В, что, безусловно, является излишним.

Mosfet также имеет ненулевое сопротивление Rdson в состоянии «включено» (160 мОм), что немного уменьшит ток, протекающий через соленоид. Другим следствием Rds является рассеяние мощности Mosfet, которое в данном случае незначительно (160 мОм при условии, что канал полностью открыт).

1) Поскольку это полустатическое приложение (без переключения на десятки кГц), вам нужно только взглянуть на эти параметры:

• Порог напряжения на затворе (должен быть ниже, чем напряжение на затворе)
• Сопротивление Rds (для расчета падения напряжения и потерь)
• допустимый ток (который очень сильно зависит от Rds)

2) Одна проблема, которую я вижу с вашей схемой, заключается в том, что напряжение затвора будет 3,3 В, но напряжение затвора MOSFET установлено между 2 и 4 В. На практике это нормально, потому что даже если вы получите «плохую» деталь, MOSFET будет все еще частично закрыты и позволяют току течь через его канал. Следствием низкого напряжения на затворе является то, что коммутатор будет работать в линейном режиме, где его сопротивление во включенном состоянии намного выше, чем гарантированное значение.

РЕДАКТИРОВАТЬ Пороговое напряжение затвора является минимальным напряжением, когда MOSFET начинает проводить ток; однако тока в канале, скорее всего, будет недостаточно для включения соленоида. Посмотрите на рисунок 1 в техническом описании, который соотносит напряжение затвора с током стока и напряжением истока-истока.

Вы можете легко использовать эту часть :: FDN327N. Напряжение затвора указано при 1,8 В, а допустимый средний ток стока составляет 2 А.

Значение R1 зависит от:

• допустимый пиковый ток источника - некоторые драйверы затвора ШИМ могут хорошо поддерживать пиковый ток 30 А, который (с затворным резистором 10 Ом - R1) очень быстро заряжает затвор и, таким образом, сводит к минимуму время, затрачиваемое в линейном режиме.
• желаемый dv / dt, который значительно влияет на излучаемые и кондуктивные выбросы
• пороговое напряжение затвора

Я предполагаю, что вы управляете затвором с вывода MCU - посмотрите таблицу данных по допустимому току на выводе. Этот ток, тем не менее, является средним током, так что вы можете управлять гораздо больше на пиковой основе. Я бы предположил, что 50 мА - это хорошо -> 3,3 В / 50 мА ~ = 70 Ом.

Обычные параметры таблицы данных я бы искал:

1) Слейте предел напряжения источника, чтобы убедиться, что ваш FET может переключать питание

2) Возможность переключения тока, необходимого для нагрузки

3) Сопротивление при включении, чтобы убедиться, что ваш FET не перегревается при активации нагрузки

4) Напряжение, необходимое для активации ворот, чтобы адекватно включить FET

5) Если нагрузку нужно было включать и выключать с высокой скоростью, есть другие параметры, на которые следует обратить внимание, но поскольку ваша схема предназначена для управления соленоидом, это не имеет большого значения.

Показанный полевой транзистор пригоден при условии, что затвор приводится в действие от напряжения, которое может выдерживать достаточно низкое сопротивление при включении, и если он был запитан от логики 5 В, то да, все должно быть в порядке. Если бы он работал от 3,3 В логики, то нет, вероятно, не все будет в порядке.

R1 обычно не требуется при управлении полевым транзистором в этом типе схемы, НО, если источник возбуждения чувствителен, тогда всегда полезно ввести его. Это связано с паразитной связью между стоком и затвором. Я не проверял FET, который вы используете, но я могу представить, что он будет в области 100 пФ, и, возможно, это может привести к импульсу тока обратно в вашу цепь, когда он переключается. От 0 Ом до 10 кОм, вероятно, подходит для любой цепи, активирующей питание, но проверьте, какой ток может выдерживать драйвер из-за переключающихся токов.