Eu preciso dirigir um solenóide com um MOSFET. O solenóide é um solenóide de 8W e será conectado a uma tensão de + 12V.
E esse comando de unidade deve ser isolado com um acoplador óptico, mas não sei como escolhê-lo.
Quais características eu preciso observar na folha de dados? O que é importante? Existem algumas boas e outras ruins?
Respostas:
Um acoplador óptico comum possui uma saída de corrente: você conecta o transistor de saída ao Vcc e o emissor fornece a corrente. Quanto depende da CTR , ou taxa de transferência atual. Isso não é muito, e geralmente é expresso como uma porcentagem. Por exemplo, uma CTR de 30% significa que você precisa de uma entrada de 10 mA para obter uma saída de 3 mA. Use esses 3 mA para conduzir a base de um BJT. Você quer que um Darlington dirija e obtenha mais de 100 mA de corrente de coletor.
Mas um Darlington tem uma alta voltagem de saturação e pode tirar muito da voltagem da fonte de alimentação do solenóide. Um MOSFET pode ser melhor. Mas os MOSFETs são acionados por tensão, não por corrente, como os BJTs. Então você precisa converter a corrente de saída do acoplador óptico em uma tensão. Nada mais fácil: adicione um resistor entre o gate e o terra, e a corrente através dele causará uma queda de tensão, que ativará o FET.
O bom é que você pode escolher a tensão escolhendo o valor correto do resistor. Por exemplo, nossos 3 mA causarão uma tensão de 4,5 V no resistor de 1,5 kΩ. Você pode ficar tentado a escolher o valor do resistor bastante alto, mas isso não é necessariamente uma boa ideia. O acoplador óptico possui uma corrente de fuga quando desligada (chamada "corrente escura") e isso também causa uma tensão de porta. Você terá que garantir que não fique alto o suficiente para ativar o FET. Se a corrente escura for 10 µA (um valor bastante alto), o resistor de 1,5 kΩ mostrará 15 mV na porta do FET, e isso será baixo o suficiente para não ser ligado. Os 4,5 V dos 3 mA serão suficientes se você escolher um portão de nível lógico FET.
O LTV817 é um acoplador óptico de baixo custo, perfeito para isso: CTR mínimo de 50%, corrente escura de apenas 100 nA e tensão máxima de coletor-emissor de 35 V.
Como o LTV817 possui uma corrente escura tão baixa, o valor de R1 pode ser aumentado para 15 kΩ. Então, 300 µA é suficiente para obter a tensão de 4,5 V e a corrente escura causará apenas uma tensão de 1,5 V no resistor. Em uma CTR de 50%, você precisará apenas de corrente de entrada de 600 µA. Use 2 mA para ter alguma margem.
Para o FET, existem muitas opções. O FDC855 , por exemplo, fornecerá a você corrente suficiente na tensão de 4,5 V, proporcionando uma resistência desprezível de 36 mΩ: a queda de tensão é de apenas 24 mV e a dissipação de energia é de 16 mW (0,2% da energia do solenóide) .
Editar: Selecionando o FET certo
Como eu disse, existem muitos FETs adequados para sua aplicação. Costumo me referir ao FDC855 porque ele tem um bom equilíbrio entre custo e recursos. Para o custo, a regra é; quanto menor o , mais caro você FET. O seu só precisa mudar 0,67 A, isso é médio, e então um extremamente baixo (você pode reduzi-lo a 1 mΩ) não é realmente necessário.
Você achou o PMF290XN barato (embora no Digikey seja apenas 25% mais barato que o FDC855, não 80%). Tem um um pouco mais alto de 350 mΩ, mas isso ainda não é problema. A queda de tensão é de 240 mV e a dissipação de energia é de 160 mW. Isso é mais do que o FDC855, mas ainda está OK.
Quanto maior o também coloca um limite para a corrente. Para o PMF290XN, é 1 A, o que não é ótimo, mas é suficiente para o aplicativo. Os 2 A que você lê na folha de dados são pulsados (um único pulso de 10 µs). Não leia como 2 A contínuo seria permitido, o 1 A é a classificação máxima absoluta. As correntes mais altas (pulsadas) mostram apenas para onde o gráfico está indo.
Veja também as figuras 6 e 7. A Figura 6 mostra que 3 V é suficiente para a corrente de dreno de 1,5 A, mais do que suficiente para o seu 0,67 A. A Figura 7 mostra que você precisa de 3,5 V para um de 350 mΩ a 0,67 A.