如何选择我的光耦合器来驱动带有 MOSFET 的螺线管?

电器工程 光隔离器 MOSFET驱动器
2022-01-25 04:05:40

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

而且这个驱动指令必须用光耦隔离,但是不知道怎么选。

我需要注意数据表中的哪些特性?什么是重要的?有好品牌和坏品牌吗?

1个回答

常见的光耦合器具有电流输出:将输出晶体管连接到 Vcc,发射极将提供电流。多少取决于CTR或当前传输率。这不是很多,通常以百分比表示。例如,30 % 的 CTR 意味着您需要 10 mA 输入才能获得 3 mA 输出。使用那些 3 mA 来驱动 BJT 的基极。您需要一个达林顿驱动器来获得超过 100 mA 的集电极电流。

但是达林顿具有很高的饱和电压,可能会从螺线管的电源电压中带走太多。MOSFET可能更好。但是 MOSFET 是电压驱动的,而不是像 BJT 那样的电流驱动。所以你必须把光耦的输出电流转换成电压。没有比这更简单的了:在栅极和地之间添加一个电阻,通过它的电流会导致电压下降,从而开启 FET。

在此处输入图像描述

好处是您可以通过选择正确的电阻值来选择电压。例如,我们的 3 mA 电流将在 1.5 kΩ 电阻上产生 4.5 V 栅极电压。您可能很想选择相当高的电阻值,但这不一定是个好主意。光耦合器在关闭时会产生泄漏电流(称为“暗电流”),这也会导致栅极电压。你必须确保它不会变得足够高来激活 FET。如果暗电流为 10 µA(相当高的值),则 1.5 kΩ 电阻器将在 FET 的栅极上显示 15 mV,这将足够低而不会将其打开。如果您选择逻辑电平栅极FET ,则 3 mA 中的 4.5 V 就足够了。

LTV817是一款低成本的光耦合器,非常适合:最小 50% CTR、仅 100 nA 的暗电流和 35 V 的最大集电极-发射极电压。
由于 LTV817 具有如此低的暗电流,因此值R1 可以增加到 15 kΩ。那么 300 µA 就足以获得 4.5 V 的栅极电压,而暗电流只会在电阻上产生 1.5 V 的电压。在 50 % CTR 时,您只需要 600 µA 输入电流。使用 2 mA 有一些余量。

对于 FET,有很多选择。例如,FDC855将在 4.5 V 栅极电压下为您提供足够的电流,提供可忽略不计的 36 mΩ 导通电阻:电压降仅为 24 mV,功耗为 16 mW(即螺线管功率的 0.2%) .

编辑:选择正确的 FET

就像我说的,有很多 FET 适合您的应用。我经常提到 FDC855,因为它在成本和功能之间取得了很好的平衡。对于成本,规则是;较低的RDS(ON),你的场效应管越贵。你只需要切换 0.67 A,这是平均的,然后是极低的RDS(ON)(您可以将它们降低到 1 mΩ)并不是必须的。

您发现PMF290XN 很便宜(尽管在 Digikey,它只比 FDC855 便宜 25%,而不是 80%)。它有一个更高的RDS(ON)350 mΩ,但这仍然没有问题。电压降为 240 mV,功耗为 160 mW。这比 FDC855 还要多,但仍然可以。

越高RDS(ON)也限制了电流。对于 1 A 的 PMF290XN,这不是很好,但对于应用程序来说已经足够了。您在数据表中阅读的 2 A 是脉冲的(单个 10 µs 脉冲)。不要将其解读为允许连续 2 A,1 A 是绝对最大额定值。(脉冲)更高的电流只是显示了图表的走向。

还请看图 6 和图 7。图 6 显示 3 V 足以满足 1.5 A 漏极电流,因此对于您的 0.67 A 来说绰绰有余。图 7 显示您需要 3.5 VRDS(ON)在 0.67 A 时为 350 mΩ。