一使用STM32驱动3WE6B61B/CG24N9Z5L电磁阀 _电流

一.方案设计--光耦选型
已经完成STM32单片机通过 rtu控制16路电磁阀，接下来进行电路设计。设计思路为单片机控制控制光耦，光耦进行放大和隔离后，驱动mos管输出24V PWM波形，进行驱动。
1.1光耦简介
光耦是隔离传输器件，原边给定信号，副边回路就会输出经过隔离的信号。对于光耦的隔离容易理解，此处不做讨论。以一个简单的图（图.1）说明光耦的工作：原边输入信号Vin，施加到原边的发光二极管和Ri 上产生光耦的输入电流If，If驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，回路VCC、RL 产生Ic,Ic经过RL产生Vout ，达到传递信号的目的。原边副边直接的驱动关联是CTR（电流传输比），要满足Ic≤If*CTR 。
光耦一般会有两个用途：线性光耦和逻辑光耦，如果理解？
工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通，管压降
工作在线性状态的光耦，Ic=If*CTR，副边三极管压降的大小等于Vcc-Ic*RL，Vout= Ic*RL=(Vin-1.6V)/Ri * CTR*RL ， Vout 大小直接与Vin 成比例，一般用于反馈环路里面 (1.6V 是粗略估计，实际要按器件资料，后续1.6V同)
1.2举例
例1：假设 Ri = 1k,Ro = 1k,光耦CTR= 50%，光耦导通时假设二极管压降为1.6V，副边三极管饱和导通压降Vce=0.4V 。输入信号Vi 是5V的方波，输出Vcc 是3.3V，Vout 能得到3.3V 的方波吗？
原边：IF = (Vi-1.6V)/RI= 3.4mA
计算副边：IC ≤ CTR*IF= 1.7mA
实际副边：IC=（3.3V-0.4V）/1K=2.9mA
可见要想输出3.3V方波必须要满足计算的副边IC>实际的IC，所以不能得到3.3V方波。若想得到3.3V方波需要：减小Ri 阻值；更换大CTR 光耦；增大Ro 阻值
减小RI阻值：IC：0.5* (Vi-1.6V)/RI=2.9，得出RI至少要小于586Ω
开关状态的光耦，实际计算时，一般将电路能正常工作需要的最大Ic 与原边能提供的最小If 之间Ic/If 的比值与光耦的CTR 参数做比较，如果Ic/If ≤CTR ，说明光耦能可靠
1.3选定型号 1.3.1
先查看，查看主要参数：
1.发光二极管正向压降：VF=1.2V
2.正向电流：IF=50mA
3.电流传输比CTR：CTR=50-600%,因为做开关用，故不用考虑此项
4.集电极-发射极反向击穿电压：VEC0=7V
5.集电极-发射极饱和压降：VCE0=80V

文章插图
6.上升时间Rise time：3us
7.下降时间Fall time：4us
从淘宝买了一块单片机驱动电磁阀的PCB，上面使用的是光耦驱动，接上电机测试一下，看看输出是否满足要求，
光耦原边，测试图片如下：
【一使用STM32驱动3WE6B61B/CG24N9Z5L电磁阀】光耦输出端图片如下
电磁阀两端测量图片如下
结论：以上测量结果，对于现在的场景是够用了，因为只是使用100HZ的频率去控制电磁阀，但是本着求知的心态，打算换一个高速光耦试一下
1.3.1
同事推荐一款东芝光耦：
型号为：
速率：5mbps的小型so6封装中的低功率光耦合器
电源电压：2.7~5.5V
型号：此型号为开关型光耦，所以不考虑放大
开始下载元件，光耦选型应注意以下几点：
1.发光二极管正向压降：VF=1.53V
2.正向电流：IF=8mA
3.电流传输比CTR：因为做开关用，故不用考虑此项
4.集电极-发射极反向击穿电压：VEC0=7V
5.集电极-发射极饱和压降：VCE0=6V
6.上升时间Rise time：11ns
7.下降时间Fall time：13ns
如图正向电流最大为8mA
如图可知光耦的输入电流IF一般为2-6mA
如图可以光耦再2mA输入IF时，原边二极管压降为1.53V（感觉有点大），副边压降为VDD-0.25V
发现输出电压是6V，接到电路会造成烧毁，暂时就这样用吧，后续有需要再优化。。。。
二.插曲
突然想起以前画的一个单片机控制光耦，再控制继电器的电路，当时是知道同一个地没有隔离的，但是没想到还有一个更大的问题，惊出一身冷汗。
是的，你没看错?。。ED指示灯加在了光耦的原边电路。选用的LED红灯，压降大约1.8V，PC817的压降大约1V 。Ur30=3.3-2-1=0.3V, 实测等于0.37V，那面IF=0.37-0.47=0.8mA 。没想到这个电路竟然能用，如果不是写这个文章，看一下这个电路，恐怕一直还认为没问题。

一 使用STM32驱动3WE6B61B/CG24N9Z5L电磁阀

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