¿Cómo disminuye el diodo flyback el tiempo de respuesta de una válvula solenoide?

Estimados usuarios de StackExchange,

Quiero hacer un circuito que consta de 8 válvulas. Cada válvula tiene 55 mH y 33 ohm. Quiero controlarlos con una placa Arduino y un MOSFET adecuado. El tiempo de reacción de las válvulas es de 0,05 ms y quiero accionarlas unas 10 veces por segundo, 5 veces apagadas y 5 veces encendidas. Las válvulas son de 12Vdc. La batería también es de 12 Vdc.

Sé que tengo que agregar una especie de diodo flyback para proteger el MOSFET del alto voltaje mientras apago cada una de las válvulas. Sé cómo un solo diodo flyback, diodo flyback + resistencia y un Zener y un diodo pueden protegerlo.

También sé que Zener es mucho más rápido que un solo diodo.

Mi principal problema es que no sé qué parte de la señal It o Vt debo mirar para ver si la válvula está cerrada. Estoy usando LTSpice. Así que le agradecería si pudiera guiarme a través de esto. En otras palabras, ¿cuándo las válvulas están apagadas después de que 5vdc se hayan ido?

También en la simulación cuando genero los 5vdc a MOSFET veo que el Voltaje de la línea que va a tierra va de 12VDC a 0VDC. Realmente no entiendo lo que está pasando. ¡Porque cuando conecto los 12 V CC directamente a la bobina y la bobina a tierra, sigue siendo 12 V CC y no pasa de 12 V CC a cero!

Han pasado unos 10 años desde que aprobé el curso de electrónica en mis años de licenciatura... así que perdónenme si estoy preguntando por lo obvio.

También vengo de aquí "¿ Puede un diodo Zener que protege un interruptor contra la inductancia cuando el interruptor se abre, afectar la velocidad de encendido de la válvula mientras la cierras de nuevo? " ¿No es normal la disipación de energía?

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ACTUALIZACIÓN : Verifiqué el tiempo de respuesta experimentalmente: 70v Zener = 8ms, con diodo simple 25ms.

Respuestas (1)

Debe modelar la electroválvula como una resistencia (33 Ω en su caso) en serie con un inductor. Si lo desea, puede incluir un poco de capacitancia paralela, pero se requiere la resistencia.

De lo contrario, la corriente simulada después de mucho tiempo estará limitada solo por el MOSFET (tal vez a algo así como 30A) y el voltaje se acercará a cero.

Para el tiempo de funcionamiento de la válvula, puede consultar la ficha técnica. Normalmente lo especificarán sin diodo, por lo que cualquier tiempo que tengas con el zener será un poco más largo. Puede adivinar que la diferencia en la corriente a través de la bobina le dará una idea del tiempo de operación, pero no hay garantía de que incluso si la corriente de la bobina cae al 10% o 5% de lo normal, las partes mecánicas se habrán movido. ese momento. Algunas válvulas son bastante complejas ('válvulas piloto', por ejemplo, que funcionan indirectamente), y la inductancia de los sistemas electromecánicos a menudo varía significativamente durante el funcionamiento.

Editar: a continuación se muestra una simulación de PSPICE que hice con parámetros similares a los suyos (utilicé un 1N4740 Zener y un PHD23NQ10T, 118 MOSFET para ahorrarme tiempo). El rastro verde es la señal de activación de la compuerta (antes de la resistencia), el rojo es el drenaje del MOSFET. Como puede ver, el drenaje MOSFET se eleva a un voltaje máximo de alrededor de 24V.

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En el primer plano a continuación, puede ver dónde se disipa la mayor parte de la energía y el timbre posterior. La traza violeta es la corriente de la bobina (a escala para que pueda verla en el mismo gráfico).

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Estimado Sphero, ¡Agregué la resistencia de 33 ohmios en serie y aún así el voltaje después de la resistencia de 33 ohmios es cero! ¡¿No sé por qué?! ¡¿Lo que está sucediendo?! Además, no entiendo si agregar una resistencia en serie es diferente a agregar el valor al bloque de Solenoid de esta manera: postimg.org/image/6om7syd25 ¿Hice algo mal? ¿Cuál es el correcto? ¿Agregar los 33 ohmios al bloque de solenoide en sí? ¿O tengo que poner un bloque de resistencia de 33 ohmios separado en serie? Gracias
Con referencia a los gráficos, ¿podría aclarar exactamente qué representa cada trazo? ¿Se supone que la traza representa el circuito exacto que se muestra? Puede determinar la resistencia en la definición del inductor, pero no creo que sea muy claro de esa manera para un solenoide.
Sí, es el circuito exacto.
La línea roja es el 5v "en comando", la línea azul es el voltaje en el MOSFET. Las oscilaciones ocurren después de que se agotan los 5v o, en otras palabras, cuando el interruptor está abierto. La línea verde es el voltaje de la batería. Si te refieres al cuadrado azul en el circuito, no son nada... No estoy familiarizado con LTspice... este es el primer circuito que tengo simulado en LTspice. No sé por qué la línea azul cae a cero cuando doy el comando 5v. Sólo hace la conexión a tierra. Cuando elimino el voltaje de 5v y el MOSFET y hago una conexión directa a tierra, ¡esto no sucede!
Ver editar arriba con simulaciones. Podría ser más claro si traza el voltaje de la bobina en lugar del voltaje de drenaje y la corriente de la bobina.
Muchas gracias por la explicación, ayuda y apoyo.
Bien, la línea azul es el drenaje MOSFET. Cuando el MOSFET está 'encendido' (voltaje de entrada de 5 V), espera que esté cerca de cero. Eso significa que el voltaje a través de la bobina es de 12V. Cuando el MOSFET se apaga, el voltaje se dispara hasta el voltaje zener de +12 V y luego vuelve a caer a 12 V, sin dejar nada en la bobina. Esto es como debería ser. –
¿Cómo disminuye el diodo flyback el tiempo de respuesta de una válvula solenoide?
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