Как управлять 12V электромагнитным клапаном с помощью Mosfet?

12

Я пытаюсь управлять электромагнитным клапаном 12 В пост. Тока через полевой МОП-транзистор (BS170), который получает управляющий сигнал (5 В) от микроконтроллера Arduino. Это базовая схема: введите описание изображения здесь

Когда я тестирую полевой МОП-транзистор, поместив светодиод с сопротивлением 1,5 кОм в качестве нагрузки (см. Рисунок), он работает нормально, и я могу без проблем контролировать ток 12 В с помощью сигнала 5 В.

Но затем я подключаю свой электромагнитный клапан вместо светодиода. Он работает в течение нескольких секунд, затем перестает работать, и полевой МОП-транзистор прекращает постоянный ток, независимо от состояния управляющего контакта 5 В.

MOSFET поврежден, потому что, когда я снова подключаю светодиод, он больше не работает.

Слишком много тока? Но когда я добавляю резистор перед клапаном, он больше не работает ... Может быть, мне нужен более тяжелый МОП-транзистор / транзистор?

Dyte
источник
2
сколько тока тянет ваш соленоид? Вам необходимо выбрать MOSFET подходящего размера, и мы не сможем ответить на этот вопрос, не зная текущих требований.
Джейсон С
2
Можете ли вы связать таблицу данных соленоида? Или, по крайней мере, подключите его с помощью амперметра к 12 В и сообщите нам ток, который он потребляет?
markrages
MOSFET становится горячим?
Ракетный магнит
markrages: ebay.com/itm/290655223999 Ракетный магнит : Да, это так.
Dyte
Плохое напряжение вождения. Используйте универсальный биполярный NPN-транзистор, чтобы подать управляющее напряжение до 12 В, затем запустите P-канальный MOSFET с этим (потому что полярность будет изменяться дополнительным транзистором). Используйте токоограничивающий резистор для базы и подтягивающий резистор для коллектора, как обычно. Также подключите фильтрующий колпачок между D и S полевого МОП-транзистора, поскольку сам диод может быть недостаточно быстрым, чтобы перехватить шип катушки. Если индуктивность велика, вы можете создать затухание с интегрирующим RC-элементом на входе.
Зденек

Ответы:

19

Прочитайте мою запись в блоге "Byte and Switch" - она ​​охватывает именно этот сценарий.

Короткий ответ: вам нужен свободно вращающийся диод для проведения тока, когда MOSFET выключается; соленоид имеет индуктивность, которая накапливает энергию в магнитном поле, и при выключении полевого МОП-транзистора индуктивность будет генерироваться, однако большое количество напряжения необходимо для продолжения протекания этого тока. Результирующий импульс напряжения вызовет поломку MOSFET, что приведет к повреждению, которое вы видите.

Вы также должны добавить пару резисторов, один от выхода микроконтроллера к земле, чтобы убедиться, что он выключен, когда ваш микроконтроллер перезагружен, а другой от микроконтроллера к шлюзу MOSFET, чтобы добавить некоторую резистивную изоляцию между вашим выключателем питания и вашим микроконтроллер.

введите описание изображения здесь


Редактировать: я только что заметил, что вы используете BS170 MOSFET. Вы смотрели на таблицу? Это плохой выбор для полевого МОП-транзистора, используемого в качестве выключателя питания от микроконтроллера.

Прежде всего, МОП-транзистор определен в 10 Vgs. Вы поставляете это от 5V микроконтроллера. Вы должны убедиться, что вы используете полевые МОП-транзисторы, которые имеют «логический уровень» и имеют сопротивление включения, указанное при напряжении 4,5 В или 3,3 В. (Я предлагаю вам не использовать полевые МОП-транзисторы со сверхнизким напряжением, поскольку есть вероятность его слабого включения, когда вы думаете, что он выключен.)

Что еще более важно, это небольшой полевой МОП-транзистор TO-92, рассчитанный на максимальное сопротивление 5 Ом по Рдсону при напряжении 10 В. Этот MOSFET отлично подходит для очень малых нагрузок, таких как светодиоды, потребляющие несколько миллиампер. Но соленоиды обычно потребляют десятки или сотни миллиампер, и вам необходимо рассчитать потери I2R в вашем MOSFET для текущей нагрузки, которую он потребляет, и убедиться, что это не вызывает перегрев вашего транзистора. Посмотрите на тепловое сопротивление R theta JA на листе данных, и вы сможете оценить, насколько повышается температура в детали.

Используйте полевой МОП-транзистор в диапазоне 20–60 В с более низким сопротивлением - как я уже сказал в своем комментарии, нам нужно знать, какой ток потребляет ваш соленоид, если мы собираемся вам помочь.

Джейсон С
источник
1
Диод с защелкой здесь абсолютно необходим, но это не является причиной отказа типа «происходит через несколько секунд».
markrages
Спасибо за ваш быстрый ответ! Глупо с моей стороны, что я не указал клапан. Это один: ebay.com/itm/290655223999 Он имеет некоторые данные, в том числе ток: 500 мА. Так я использую не тот мосфет? Кстати, где вы видите, что он рассчитан на 10 В Vgs? На листе данных я вижу «+ -20» в строке VGss.
Dyte
Я только что изменил «рейтинг за» на «указано в». Вы можете использовать до +/- 20 В напряжения затвора к источнику без повреждения, но если вы хотите, чтобы МОП-транзистор имел гарантированное сопротивление сток-исток, вам необходимо обеспечить 10 В затвор-исток, после чего Сопротивление при включении составляет не более 5 Ом, обычно 1,2 Ом, при нагрузке 200 мА (см. Rds (ВКЛ.) на стр. 2). При 5-вольтовом затворе сопротивление будет более высоким, так что вы говорите об одном или двух ваттах рассеиваемой мощности I2R ... все, что вы знаете, это, вероятно, в несколько раз выше, чем 1,2 * (0,5 А) ^ 2 = 0,3 Вт ... пока устройство не перегреется и не выйдет из строя.
Джейсон С
Я бы добавил стабилитрон для защиты затвора МОП-транзистора. Будет ли это перебор?
Абдулла Кахраман
1
@abdullah: Не перебор, редко требуется, хотя, если нет риска шума, заставляющего напряжение затвора / источника превышать безопасные уровни.
Джейсон С