Pérdida de potencia en un circuito de solenoide paralelo igualmente distribuido

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Tengo 12 solenoides (12v nominal) conectados en paralelo a dos matrices Darlington (ULN2803A). Cada solenoide tiene una impedancia de 88 ohmios. La fuente de alimentación puede proporcionar un 12V estable con un consumo de corriente de hasta 2A. (Ver abajo)

Los solenoides se controlan con impulsos de 20 ms. Cuando todos los solenoides están activados, el consumo de corriente no excede el máximo (2A) y el voltaje se mantiene estable (ligeramente por encima de 12V).

Todos los solenoides están conectados con cables de 0,5 mm con una longitud de hasta 2 metros.

El problema:

Cuando cada uno de los solenoides está activado, funcionan como es debido. Sin embargo, cuando 6 están habilitados al mismo tiempo, uno de ellos no funciona.

Como el solenoide funciona cuando se activa solo, no debería haber problemas mecánicos y es más bien una falta de potencia para activarlo.

¿Por qué carecería de energía si se suministra la tensión de funcionamiento y no se alcanza el consumo máximo de corriente de la fuente de alimentación?

EDITAR:

  • Las entradas a Darlington IC están controladas por señales de 3.3V de una MCU.
  • Es el mismo solenoide que falla.
  • Si se accionan 12 al mismo tiempo, fallan varios solenoides.
  • Todos ellos están relativamente a la misma distancia de la GND.
  • (Cuando se activan 6, el # 2 falla)

EDIT2: Después de volver a medir los voltajes a través de los solenoides:

  • Cuando 12 están activos, el voltaje en cada uno es de 10.8 V
  • Cuando 6 están activos, el voltaje en cada uno es de 11.1 V
  • Cuando 1 está activo, el voltaje a través de él es 11.4V

El voltaje suministrado por la fuente de alimentación es 12.3V

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Arturs Vancans

1 respuesta

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\ $ I = \ frac {V} {R} = \ frac {12} {88} < 140 \ \ mathrm {mA} \ $

Seis solenoides dibujarán \ $ 6 \ veces 140 = 840 \ \ mathrm {mA} \ $.

Figura1.Deacuerdoconla hoja de datos ULN2003 , usted está operando dentro de las especificaciones, por lo que ese no es tu problema.

Si seguimos leyendo, encontramos una posible pista aquí.

Figura2.Amedidaquelacorrientetotaldelemisoraumenta,tambiénlohacelaentradadevoltaje.

SospechoqueloqueestásucediendoesqueelvoltajedelalíneaGNDcomúndelchipinternoestáaumentandoamedidaqueaumentalacorrientedebidoasuresistencia.AmedidaqueaumentalatensiónGND,tambiénaumentalatensióndeentradanecesariaparaencendereltransistordesalida.Sulógicadecontrolde3.3Vestáalbordedeltrabajo.

Figura3.PartesinternasdeULN2003.

Sospechoquehayalgúntipodecarreraenmarchaentucircuitoyque,talvez,losestéscambiandosecuencialmenteaunqueseamuyrápido.EstopodríaserdebidoasucódigodecontroladorodebidoaloscomponentesinternosdelULN2003yesporesoquemepreguntésielmismosolenoidesevioafectado.LosmásalejadosdelpindeGNDenelchipchiptendránelmayorvoltajedeemisor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 4. Uso de un ULN2003 adicional como inversor.

La opción de la Figura 4 utiliza el primer ULN como un inversor con resistencias pull-up para garantizar un buen voltaje de la unidad al segundo controlador. Dado que el primero está cambiando corrientes relativamente bajas, la entrada de voltaje será menor que 2.4 V (Figura 2) y cambiará de manera confiable. La lógica se invertirá, por supuesto.

Una cosa a tener en cuenta: ya que tiene este problema con una entrada, es posible que las otras apenas se enciendan y que los transistores Darlington no estén "encajados". De acuerdo con la Tabla 6.6, debería ver un máximo de 1 a 1.3 V en las salidas. Si esto es más alto que eso, sospecho que el chip se calentará y podría calentarse al tacto.

    
respondido por el Transistor

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