Come controllare un'elettrovalvola da 12 V con un mosfet?

Sto cercando di controllare un'elettrovalvola da 12 V CC tramite un MOSFET (BS170), che riceve il segnale di controllo (5 V) da un microcontrollore Arduino. Questo è lo schema di base:

Quando collaudo il MOSFET, inserendo un LED con una resistenza da 1,5k ohm come Load (vedi immagine), funziona benissimo e posso controllare la corrente a 12V con il segnale a 5V, senza problemi.

Ma poi collego la mia elettrovalvola invece del LED. Funziona per alcuni secondi, quindi smette di funzionare e il MOSFET finisce permanentemente conducendo corrente, indipendentemente dallo stato del pin di controllo 5V.

Il MOSFET è danneggiato in modo permanente, perché quando ricollego il LED, non funziona più.

Troppa corrente? Ma quando aggiungo un resistore prima della valvola, non funziona più ... Forse ho bisogno di un MOSFET / transistor più pesante?

Leggi il mio blog "Byte and Switch" - copre questo scenario esatto.

La risposta breve è che è necessario un diodo a rotazione libera per condurre la corrente quando il MOSFET si spegne; il solenoide ha induttanza che immagazzina energia nel campo magnetico, e quando si spegne il MOSFET l'induttanza genererà comunque molta tensione è necessaria per continuare il flusso di quella corrente. L'impulso di tensione risultante causerà la rottura del MOSFET che provoca il danno che si sta vedendo.

Dovresti anche aggiungere un paio di resistori, uno dall'uscita del microcontrollore a terra, per assicurarti che sia spento quando il microcontrollore è in reset, e l'altro dal microcontrollore alla porta MOSFET, per aggiungere un po 'di isolamento resistivo tra l'interruttore di alimentazione e il tuo microcontrollore.

modifica: ho appena notato che stai usando un MOSFET BS170. Hai guardato la scheda tecnica? Questa è una scelta sbagliata per un MOSFET utilizzato come interruttore di alimentazione da un microcontrollore.

Prima di tutto, il MOSFET è specificato a 10 V Vg. Lo stai fornendo da un microcontrollore 5V. È necessario assicurarsi di utilizzare MOSFET a "livello logico" e con resistenza di accensione specificata a 4,5 V o 3,3 V Vg. (Ti suggerisco di non usare MOSFET a bassissima tensione in quanto esiste la possibilità che si accenda debolmente quando pensi che sia spento.)

Ancora più importante, è un piccolo MOSFET TO-92 specificato a 5 ohm max Rdson a 10 V Vg. Questo MOSFET va bene per carichi molto piccoli come i LED che assorbono alcuni milliampere. Ma i solenoidi in genere assorbono decine o centinaia di milliampere e devi calcolare la perdita I2R nel tuo MOSFET per il carico corrente che assorbe e assicurarti che non causi il surriscaldamento del transistor. Guarda la resistenza termica R theta JA sul foglio dati e puoi stimare quanta temperatura aumenta nella parte.

Usa un MOSFET nella gamma 20V-60V che ha una resistenza di accensione inferiore - come ho detto nel mio commento, dobbiamo sapere quanta corrente assorbe il tuo solenoide se vogliamo aiutarti.