O solenóide requer uma certa quantidade de corrente para gerar seu campo magnético. Se o solenóide fosse um indutor perfeito, a corrente DC aumentaria acima de todos os meios e provavelmente danificaria outros componentes do circuito. No entanto, os solenóides possuem inerentemente uma quantidade significativa de resistência DC usada para limitar a magnitude da corrente.
Desde que você coloque um capacitor de bypass (para absorver pulsos de corrente de alta frequência induzidos pela alteração da magnitude da corrente) entre o GND (próximo à fonte mosfet) e o solenóide de conexão de 12 V, você não precisa se preocupar com um overshoot significativo. O seu mosfet selecionado tem uma tensão de 100 V, o que certamente é um exagero.
O mosfet também possui uma resistência no estado Rdson diferente de zero (160 mOhm), o que reduzirá levemente a corrente através do solenóide. Outra implicação do Rds é a dissipação de energia do mosfet - que é desprezível neste caso (160 mOhms, desde que o canal esteja totalmente aberto).
1) Como esta é uma aplicação semi-estática (sem comutação a dezenas de kHz), você só precisa observar estes parâmetros:
- limiar de tensão do portão (deve ser menor do que a tensão de alimentação do portão)
- Rds de resistência no estado (para calcular perdas e quedas de tensão)
- corrente permitida (que está muito correlacionada com Rds)
2) Um problema que vejo no seu circuito é que a tensão do gate será de 3,3 V, mas a tensão do MOSFET é especificada entre 2 e 4 V. Na prática, é bom porque, mesmo se você receber uma parte "ruim", o MOSFET irá ainda parcialmente fechado e permite que a corrente atual flua através de seu canal. Uma implicação da baixa tensão da porta é que o comutador funcionará no modo linear, onde sua resistência no estado é muito maior que o valor garantido.
EDIT A tensão limite do portão é a tensão mínima em que o MOSFET começa a conduzir corrente; no entanto, a corrente do canal provavelmente não seria suficiente para ligar o solenóide. Veja a Figura 1 na folha de dados, que correlaciona a tensão do portão com a corrente de dreno e a tensão da fonte de dreno.
Você poderia facilmente usar esta parte :: FDN327N. A tensão da porta é especificada em 1,8 V e a corrente de drenagem média permitida é de 2 amperes.
O valor de R1 depende de:
- corrente de pico de fonte permitida - alguns drivers de gateways PWM podem suportar bem um pico de 30 A, que (com resistor de gate de 10 Ohm - R1) carrega muito rapidamente o gate e, portanto, minimiza o tempo gasto no modo linear.
- dv / dt desejado, que afetam significativamente as emissões irradiadas e conduzidas
- tensão limiar do portão
Suponho que você dirija o portão a partir de um pino MCU - veja a folha de dados sobre a corrente permitida de pinos. Essa corrente é, no entanto, a corrente média para que você possa dirigir muito mais no pico. Eu acho que 50 mA é bom -> 3.3V / 50 mA ~ = 70 Ohms seria um bom valor para esta aplicação.
