Solenoide de no actuar cuando es conducido a través del MOSFET

Question

Estoy tratando de conducir un solenoide con un GPIO en una Raspberry Pi. He aquí el esquema:

La corriente por el solenoide y el MOSFET debe ser:

Así que la caída de voltaje a través del MOSFET debe ser:

lo que nos deja con 13.8V a través del solenoide, que debería ser suficiente para accionar el 12V de solenoide.

Naturalmente, he tratado de accionamiento directamente:

Esto funciona muy bien.

La sospecha de que tal vez el MOSFET no estaba totalmente encendido, me tomó de la Raspi de la mezcla y trató de aplicar 4V directamente a la puerta:

pero no accionar...

También he tratado de sustituir la electroválvula/diodo con un simple LED/resistencia de combo y se ilumina como era de esperar, tanto en el Raspi/no Raspi configuraciones, de modo que el MOSFET parece ser el cambio como se esperaba...

Lo que me estoy perdiendo aquí?? Por qué no el solenoide de accionar cuando tengo el MOSFET en la mezcla?

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Partes:

• IRF510 MOSFET (de Radioshack)
• 1N4148
• DC 12V Solenoide (amazon)

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Solución

Como se ha señalado por haberse regenerado Pelusa y El Fotón, yo era fundamentalmente confundido acerca de algunos de los parámetros de mi MOSFET. Específicamente, \$V_{gs(threshold)}\$ es no es el punto en el que \$R_{ds}\$ se convierte en \$R_{ds(on)}\$. \$V_{gs(threshold)}\$ en este MOSFET es de 2-4V, así que pensé que podría cambiar con 3.3 V. sin Embargo, el valor que necesitaba para cambiar este chico es realmente 10V (leer desde el \$R_{ds(on)}\$ fila en la hoja de datos).

Por haberse regenerado Pelusa de la sugerencia, he añadido un MOSFET driver entre mi salida lógica y el MOSFET y, efectivamente, las cosas empezaron a funcionar perfectamente. Probablemente yo también podría haber cambiado mi MOSFET para un nivel lógico uno. Aquí está el trabajo final de circuito:

El MOSFET driver es MIC4452YN.

Answer 1

Así, la hoja de datos de su MOSFET intenta spoonfeed cómo usarlo correctamente (como un interruptor):

Usted necesita 10V Vgs para conseguir que la Rds(on). Usted está dando 4V Vgs y esperaba lo mismo de Rds(on)? Por desgracia no funciona de esa manera. A mí me parece que ha utilizado el Vgs(th) valor en su diseño, pero que solo garantiza 250uA en el desagüe:

Que en realidad se traduce (en la hoja de datos condiciones de la prueba con Vds=Vgs) a 4V/250uA=16Kohm Rdson en el umbral. Así que la mayoría de la caída de tensión sería en el MOSFET y casi nada en el solenoide bobina si ese es el Rdson estás tomando. (Ponga su solenoide en serie con un 10K o 15K resistencia, directamente a la fuente sans MOSFET y ver si todavía se enciende. Apuesto a que no.) Por supuesto, esto Rdson un escenario peor de los casos, ya que Vgsth es el max [=peor de los casos el valor]. Más sobre cómo navegar en un MOSFET de la hoja de datos se encuentra en mi anterior respuesta a semejante pregunta. Esperando impresionante Rds(on) en Vgs(th) es una planta perenne novato gotcha, parece.

Amazon solenoide no tiene nada parecido a una hoja de datos, pero ud. puede medir la caída de voltaje en el solenoide bobina y/o la corriente a través de él para ver exactamente lo que está pasando.

Un respetable solenoide hoja de datos tiene datos que le permite saber exactamente cuánto voltaje que necesita para encenderlo (y cuánta corriente se basa en ese punto). Por ejemplo, esta serie:

Si estaban usando su "12V" (nominal) solenoide, al menos de 9,6 V son necesarios para encenderlo y que se tire al menos de 1,52 mA en este punto. (También le da la vuelta de voltaje). Puesto que no dispone de tales datos disponibles para el solenoide, usted tendrá que determinar experimentalmente (por ejemplo, usando directamente con una variable de voltaje de la fuente) y, a continuación, decidir lo que usted necesita para encenderlo.

Answer 2

Observe la Figura 1 de la hoja de datos de su MOSFET:

La Rds(on) el valor se aplica a la parte izquierda de las curvas, los valores bajos de \$V_{DS}\$ donde \$I_D\$ depende fuertemente de \$V_{DS}\$. Para valores más altos de \$V_{DS}\$, entrar en la saturación de régimen y el ahora actual depende principalmente de \$V_{GS}\$ en lugar de \$V_{DS}\$.

Para su dispositivo, con el fin de llegar al punto donde se puede entregar 2, es necesario aplicar alrededor de 5.5 V a la puerta. Para un diseño robusto, probablemente debería aplicar 1 V o menos por encima de esto para asegurarse de que están operando en el régimen lineal en lugar de saturación, en su punto de funcionamiento.