如何选择光耦合器来驱动带有MOSFET的螺线管?


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我需要用MOSFET驱动螺线管。螺线管是8W螺线管,它将连接到+ 12V电压。

而且该驱动命令必须使用光耦合器隔离,但我不知道如何选择它。

我需要在数据表中注意哪些特征?重要的是什么?是否有好品牌和坏品牌?

Answers:


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普通的光耦合器具有电流输出:将输出晶体管连接至Vcc,发射极将提供电流。多少取决于点击率或电流传输率。这不是很多,通常以百分比表示。例如,CTR为30%意味着您需要10 mA输入才能获得3 mA输出。用这3 mA来驱动BJT的基座。您将希望达林顿驱动器获得超过100 mA的集电极电流。

但是,达林顿的饱和电压很高,可能会使螺线管的电源电压消耗太多。MOSFET可能更好。但是,MOSFET是电压驱动的,而不是像BJT那样是电流驱动的。因此,您必须将光耦合器的输出电流转换为电压。再简单不过了:在栅极和地之间添加一个电阻,流经该电阻的电流会引起电压降,从而使FET导通。

在此处输入图片说明

令人高兴的是,您只需选择正确的电阻器值即可选择电压。例如,我们的3 mA电流将在1.5kΩ电阻两端产生4.5 V的栅极电压。您可能会倾向于选择较高的电阻值,但这不一定是一个好主意。光耦合器在关闭时会产生泄漏电流(称为“暗电流”),并且还会产生栅极电压。您必须确保不会将其升高到足以激活FET的程度。如果暗电流为10 µA(相当高的值),则1.5kΩ电阻将在FET的栅极上显示15 mV,并且该电阻将足够低而无法导通。如果选择逻辑电平栅极 FET ,则3 mA产生的4.5 V就足够了。

所述LTV817是一种低成本光耦这是完美的这样的:最小50%的点击率,只有100 nA的的暗电流,和35伏的最大集电极-发射极电压
由于LTV817具有这样的低的暗电流的值R1可以增加到15kΩ。那么300 µA足以获得4.5 V的栅极电压,而暗电流只会在电阻两端产生1.5 V的电压。CTR为50%时,您仅需要600 µA输入电流。使用2 mA会有一些余量。

对于FET有很多选择。的FDC855,例如,给你足够的电流在4.5 V的栅极电压,从而可忽略的导通电阻36毫欧的:电压降仅为24毫伏,并且功率耗散16毫瓦(这是螺线管的功率的0.2%) 。

编辑:选择正确的FET

就像我说的那样,有很多适合您的应用的FET。我经常提到FDC855,因为它在成本和功能之间保持了良好的平衡。对于成本,规则是:越低,FET的价格就越高。您只需要切换0.67 A(这是平均值),然后就不需要极低的(您可以将它们降低至1mΩ)。RDS(ON)RDS(ON)

您发现PMF290XN便宜(尽管在Digikey,它仅比FDC855便宜25%,而不是80%)。它的较高,为350mΩ,但这仍然没有问题。压降为240 mV,功耗为160 mW。这比FDC855还要多,但仍然可以。RDS(ON)

较高的也限制了电流。对于PMF290XN,该电流为1 A,虽然不理想,但足以满足应用需求。您在数据表中读取的2 A是脉冲信号(单个10 µs脉冲)。不要读它,因为2 A允许连续,1 A是绝对最大额定值。(脉冲)较高的电流仅显示图形所要到达的位置。RDS(ON)

也看一下图6和7。图6显示3 V足以满足1.5 A的漏极电流,因此足以满足0.67 A的需求。图7表明,对于0.67 A的,您需要3.5V 。RDS(ON)


这确实是一个很好的假设,感谢您的帮助:
达明

您的意思是将MOSFET配置为电压跟随器。对不起,我还是很困惑。还不清楚。
标准桑顿2012年

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@sandun-好,我将添加一个示意图。给我几分钟
stevenvh 2012年

但是我不明白的是:如果光耦合器处于饱和模式,则您的Vce = 0.2(或类似值),并且门极的电压为4.8V(无论电阻是否为零)?对我来说,您似乎选择的是流经电阻的电流,而不是流经电压的电流,因为它是4.8V。或者我需要不在饱和模式下使用光耦合器?逻辑电平栅极FET是这种MOSFET吗?因为我虽然
打算

@damien-不,晶体管不饱和。就像我说的是电流源,然后根据欧姆定律,电阻器确定输出电压:V = I xR。如果电源电压为12 V,栅极电压为4.5 V,则两端将有7.5 V晶体管。仅当电阻器电压接近12 V电源电压时,电压才会接近零。
2012年
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