Der Magnet benötigt eine bestimmte Strommenge, um sein Magnetfeld zu erzeugen. Wenn der Magnet ein perfekter Induktor wäre, würde der Gleichstrom über alle Mittel ansteigen und höchstwahrscheinlich andere Schaltungskomponenten beschädigen. Solenoide weisen jedoch von Natur aus einen signifikanten Gleichstromwiderstand auf, der zur Begrenzung der Stromstärke verwendet wird.
Vorausgesetzt, Sie platzieren einen Bypass-Kondensator (um hochfrequente Stromimpulse zu absorbieren, die durch Ändern der Stromstärke induziert werden) zwischen GND (in der Nähe der Mosfet-Quelle) und dem 12-V-Verbindungsmagneten, müssen Sie sich keine Sorgen über ein signifikantes Überschwingen machen. Ihr ausgewählter Mosfet hat eine Durchbruchspannung von 100 V, was sicherlich ein Overkill ist.
Der Mosfet hat auch einen Einschaltwiderstand ungleich Null Rdson (160 mOhm), der den Strom durch den Magneten geringfügig verringert. Eine weitere Implikation von Rds ist die Verlustleistung von Mosfet - was in diesem Fall vernachlässigbar ist (160 mOhm, vorausgesetzt, der Kanal ist vollständig geöffnet).
1) Da es sich um eine semistatische Anwendung handelt (kein Umschalten bei zehn kHz), müssen Sie nur die folgenden Parameter betrachten:
- Gate-Spannungsschwelle (sollte niedriger sein als Ihre Gate-Versorgungsspannung)
- Einschaltwiderstand Rds (zur Berechnung von Spannungsabfall und -verlusten)
- zulässiger Strom (der sehr stark mit Rds korreliert)
2) Ein Problem, das ich bei Ihrer Schaltung sehe, ist, dass die Gate-Spannung 3,3 V beträgt, die Gate-Spannung der MOSFETs jedoch zwischen 2 und 4 V liegt. In der Praxis ist dies in Ordnung, da der MOSFET selbst dann funktioniert, wenn Sie einen "schlechten" Teil erhalten immer noch teilweise geschlossen und Strom durch den Kanal fließen lassen. Eine niedrige Gate-Spannung impliziert, dass der Schalter im linearen Modus arbeitet, in dem sein Einschaltwiderstand viel höher als der garantierte Wert ist.
BEARBEITEN Die Gate-Schwellenspannung ist die minimale Spannung, bei der der MOSFET beginnt, Strom zu leiten. Der Kanalstrom würde jedoch höchstwahrscheinlich nicht ausreichen, um den Magneten einzuschalten. Schauen Sie sich Abbildung 1 im Datenblatt an, die die Gate-Spannung mit dem Drain-Strom und der Drain-Source-Spannung korreliert.
Sie können diesen Teil leicht verwenden :: FDN327N. Die Gate-Spannung beträgt 1,8 V und der zulässige durchschnittliche Drain-Strom beträgt 2 Ampere.
Der Wert von R1 hängt ab von:
- Zulässiger Quellenspitzenstrom - Einige PWM-Gate-Treiber können einen 30-A-Peak gut unterstützen, der (mit 10-Ohm-Gate-Widerstand - R1) das Gate sehr schnell auflädt und so den Zeitaufwand im linearen Modus minimiert.
- gewünschte dv / dt, die die abgestrahlten und leitungsgebundenen Emissionen erheblich beeinflussen
- Gate-Schwellenspannung
Ich gehe davon aus, dass Sie das Gate von einem MCU-Pin aus steuern - sehen Sie sich das Datenblatt zum zulässigen Pin-Strom an. Dieser Strom ist jedoch der durchschnittliche Strom, sodass Sie auf Spitzenbasis viel mehr fahren können. Ich würde vermuten, dass 50 mA in Ordnung sind -> 3,3 V / 50 mA ~ = 70 Ohm wäre ein guter Wert für diese Anwendung.
Die üblichen Datenblattparameter, nach denen ich suchen würde, sind: -
1) Lassen Sie die Spannungsgrenze der Quelle ab, um sicherzustellen, dass Ihr FET die Versorgung schalten kann
2) Kapazität zum Schalten des von der Last benötigten Stroms
3) Einschaltwiderstand, um sicherzustellen, dass Ihr FET beim Aktivieren der Last nicht überhitzt
4) Spannung, die erforderlich ist, um das Gate zu aktivieren, um den FET angemessen einzuschalten
5) Wenn die Last mit einer hohen Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet werden musste, müssen weitere Parameter überprüft werden, aber da Ihre Schaltung zum Ansteuern eines Magneten vorgesehen ist, ist dies keine große Sache.
Der gezeigte FET ist geeignet, vorausgesetzt, das Gate wird von einer Spannung angesteuert, die einen ausreichend niedrigen Einschaltwiderstand aufrechterhalten kann, und wenn es von einer 5-V-Logik angesteuert wird, sollte es in Ordnung sein. Wenn es mit 3,3-V-Logik betrieben würde, wäre es wahrscheinlich nicht in Ordnung.
R1 wird normalerweise nicht benötigt, wenn ein FET in dieser Art von Schaltung angesteuert wird, aber wenn die Ansteuerquelle empfindlich ist, ist es immer eine gute Idee, eine einzubauen. Dies liegt an der parasitären Kopplung zwischen Drain und Gate. Ich habe den von Ihnen verwendeten FET nicht überprüft, aber ich kann mir vorstellen, dass er im Bereich von 100 pF liegt, und dies könnte möglicherweise einen Stromimpuls zurück in Ihre Schaltung treiben, wenn er umschaltet. 0 Ohm bis 10k sind wahrscheinlich für fast jeden Stromkreis in Ordnung, der den Fet aktiviert. Überprüfen Sie jedoch, welche Art von Strom der Treiber aufgrund von Schaltströmen verarbeiten kann.
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