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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: micro_pepe en 03 de Marzo de 2014, 15:45:34

Título: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 03 de Marzo de 2014, 15:45:34
Necesito probar un variador de velocidad de motores de continua por PWM de 12v y 2A, se me ocurre colocar una lampara de auto de 21w en serie con una bobina, pero ¿de cuanto la bobina?

Y otra cosa, el diodo que se pone en paralelo con el motor para proteger el mosfet que conmuta el pwm, ¿tiene que ser obligatoriamente de 2A o mas? lo digo porque quiero minimizar tamaño, y de uno de 1A a uno de 3 hay diferencia.

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: AngelGris en 03 de Marzo de 2014, 16:34:19
Necesito probar un variador de velocidad de motores de continua por PWM de 12v y 2A, se me ocurre colocar una lampara de auto de 21w en serie con una bobina, pero ¿de cuanto la bobina?

Y otra cosa, el diodo que se pone en paralelo con el motor para proteger el mosfet que conmuta el pwm, ¿tiene que ser obligatoriamente de 2A o mas? lo digo porque quiero minimizar tamaño, y de uno de 1A a uno de 3 hay diferencia.

Saludos!

  En la mayoría de los datasheet de mosfet que he consultado, éstos ya tienen el diodo internamente.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: MerLiNz en 03 de Marzo de 2014, 17:40:39
El diodo entre mas rapido sea mejor. La potencia de este sera tambien dependiendo del motor, con uno de 1A-2A te vendria bien, puesto que al ser PWM no le daras 2A continuos en ningun caso.

Y los mosfet es cierto que tienen diodos, pero ojo, tienen un limite, en el datasheet viene la energia maxima que disipara en cargas inductivas, si superas ese valor se achicharrara, con un diodo puedes "ayudar" a que el mosfet no absorba tanta energia y asi no se queme.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 03 de Marzo de 2014, 19:08:54
OK. Me referia a ese diodo del que habla MerLiNz, es D1 del esquemilla. Pensaba poner un UF4007 que es muy rapido.

Otra cosa, el pwm es de 25KHz, pero aun así un pequeño ventilador de 12v y 0.3A cuando gira a bajas revoluciones emite unos "chasquidos" que se dejan de oir si pongo un pequeño condensador de 100uF en paralelo con el ventilador ¿esto es malo para el mosfet? no noto que se caliente lo mas minimo.

Gracias!

Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 04 de Marzo de 2014, 09:28:52
OK. Me referia a ese diodo del que habla MerLiNz, es D1 del esquemilla. Pensaba poner un UF4007 que es muy rapido.


Ese diodo aguanta sólo un amperio. Prueba a poner un MUR210 o, mejor aún, un schottky.

La lámpara no necesita añadir una bobina, pero si quieres puedes añadir una reactancia. Para que se parezca a un motor debería ser bastante grande (milihenrios).

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 04 de Marzo de 2014, 09:31:58
Otra cosa, el pwm es de 25KHz, pero aun así un pequeño ventilador de 12v y 0.3A cuando gira a bajas revoluciones emite unos "chasquidos" que se dejan de oir si pongo un pequeño condensador de 100uF en paralelo con el ventilador ¿esto es malo para el mosfet? no noto que se caliente lo mas minimo.

Sólo deberías colocar un condensador si pones antes una inductancia. En otro caso el condensador se carga directamente a través del mosfet, que tiene que soportar picos muy altos de corriente. Si la carga fuese más grande, se quemaría el mosfet o el condensador.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: HJG en 04 de Marzo de 2014, 10:39:42
mejor aún, un schottky.
Cuidado con la elección del diodo schottky, normalmente tienen una tensión inversa bastante baja.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: MerLiNz en 04 de Marzo de 2014, 16:48:06
Prueba con otra frecuencia.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 05 de Marzo de 2014, 07:54:34
Pues he probado con frecuencias de 11, 22 y 25KHz y no se elimina el ruido. La resistencia de puerta del mosfet tambien he probado con varios valores, pero nada, no se que mas tocar.
Tambien probe con otro modelo de mosfet.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 05 de Marzo de 2014, 18:35:11
Prueba con 200 Hz o menos.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 06 de Marzo de 2014, 13:18:05
Prueba con 200 Hz o menos.

Saludos.

Pues con 200Hz tambien hace ruido. He probado con frecuencias muy bajas en torno a 20Hz, y otras entre 300Hz y nada. A 25KHz el ruido es menos molesto, asique me quedo con esa frecuencia, aunque me gustaria silenciarlo del todo, salvo el zumbido propio del aire al moverlo las aspas claro.

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 06 de Marzo de 2014, 19:34:30
Si colocas un filtro LC, el ruido puede mejorar y la etapa de potencia y el ventilador funcionan mejor.
Por ejemplo L = 1000uH y 0.5A
y C=22uF

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 06 de Marzo de 2014, 19:57:52
Si colocas un filtro LC, el ruido puede mejorar y la etapa de potencia y el ventilador funcionan mejor.
Por ejemplo L = 1000uH y 0.5A
y C=22uF

Saludos.

Sí, pero queria reducir el tamaño del regulador, entonces una bobina que maneje 2A tiene un tamaño que se sale de lo que queria hacer. Pero gracias por la respuesta.

Edito: Bueno en realidad no sé lo pequeño que tiene que ser, me lo han pedido para una Playstation3 que tiene una turbina que consume 2.2A, me dicen que sea pequeño pero quizas entre una bobina y un condensador.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 13 de Marzo de 2014, 18:04:17
Opté por poner la bobina y el condensador, pero si alimento la puerta del mosfet directamente del pic con una carga de 2A se calienta mucho. Uso un Si4410, con un driver no calienta, pero me ocupa espacio.

En el foro vi que Nocturno usó un RK3055E como conmutador y no calienta, pero con un PWM ¿funcionara tambien?

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 13 de Marzo de 2014, 20:45:31
Opté por poner la bobina y el condensador, pero si alimento la puerta del mosfet directamente del pic con una carga de 2A se calienta mucho. Uso un Si4410, con un driver no calienta, pero me ocupa espacio.

¿Cómo es el circuito?
No debería calentarse. El Si4410 conmuta sin problema con Vgs = 5 V:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/SI4410DY.pdf

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: MerLiNz en 14 de Marzo de 2014, 07:58:19
Para ese mosfet (RK3055E) necesitas meterle 10V minimo para que tenga una RDS aceptable. Con esto y 2A seria 0.4W lo que disiparia el mosfet, se calentaria pero no mucho. Sin embargo si le metes 5V ya son 0.8W-+ la diferencia es el doble.

Con el otro mosfet (si4410) con 5V tendrias 0.08W solo, osea ni se notara. Que tienes problemas de espacio?? Pues pillate un SiS322DNT, son del tamaño de una lenteja.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 14 de Marzo de 2014, 14:37:16
¿Cómo es el circuito?
No debería calentarse. El Si4410 conmuta sin problema con Vgs = 5 V:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/SI4410DY.pdf

Saludos.

Pues el esquema es el que adjunto, eso pienso yo, que no deberia calentarse, por eso elegí ese mosfet.
Como dije, con un driver a 12v, no calienta.

Para ese mosfet (RK3055E) necesitas meterle 10V minimo para que tenga una RDS aceptable. Con esto y 2A seria 0.4W lo que disiparia el mosfet, se calentaria pero no mucho. Sin embargo si le metes 5V ya son 0.8W-+ la diferencia es el doble.

Con el otro mosfet (si4410) con 5V tendrias 0.08W solo, osea ni se notara. Que tienes problemas de espacio?? Pues pillate un SiS322DNT, son del tamaño de una lenteja.

OK, si tengo que meterle 10v no hacemos nada, el otro es una opcion.

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 16 de Marzo de 2014, 19:14:58
El condensador de 1uF en el lado de 12V es demasiado pequeño. Prueba con otro más grande (100uF)

La inductancia de 270uH me parece muy grande en este circuito ¿Que corriente de pico soporta?

Si quitas la inductancia de 270uH y el condensador de 1uF y no se calienta el mosfet, el problema está en la inductancia.

Saludos.

P.D. No lo tomes a mal, pero siempre viene bien poner el nombre a los componentes para poder referirse a ellos sin ambiguedad (C1, C2, C3, R1, R2, R3, etc.)
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 17 de Marzo de 2014, 18:34:33
El condensador de 1uF en el lado de 12V es demasiado pequeño. Prueba con otro más grande (100uF)

La inductancia de 270uH me parece muy grande en este circuito ¿Que corriente de pico soporta?

Si quitas la inductancia de 270uH y el condensador de 1uF y no se calienta el mosfet, el problema está en la inductancia.

Saludos.


Pues he probado a quitar la bobina y el condensador, y a subir el condensador, y calienta igual.

Finalmente he ordenado un poco el montaje, poniendo la masa lo mas cerca posible del surtidor del mosfet, ademas he añadido una resistencia de 1k entre puerta y surtidor, y ya no calienta en exceso. Pienso que era un problema de autooscilación, y al ponerlo todo mas juntito ha dejado de oscilar.

P.D. No lo tomes a mal, pero siempre viene bien poner el nombre a los componentes para poder referirse a ellos sin ambiguedad (C1, C2, C3, R1, R2, R3, etc.)

No me molesta, tienes razón, si ahora cambiase un valor del esquema, quien lea todo el hilo se pierde. No me di cuenta de bautizar por completo a los componentes.

Otra cosa, la bobina la hice con un microtoroide recuperado de una lampara de bajo consumo, dando tantas espiras como pude, con hilo de 0.8mm de diametro, y parece funcionar bien.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 18 de Marzo de 2014, 07:43:47

Otra cosa, la bobina la hice con un microtoroide recuperado de una lampara de bajo consumo, dando tantas espiras como pude, con hilo de 0.8mm de diametro, y parece funcionar bien.

Probablemente se está saturando y cuando una bobina se satura se convierte en un cortocircuito.

Si me dices las vueltas y el tamaño del toroide, te lo confirmo.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 19 de Marzo de 2014, 16:43:33

Otra cosa, la bobina la hice con un microtoroide recuperado de una lampara de bajo consumo, dando tantas espiras como pude, con hilo de 0.8mm de diametro, y parece funcionar bien.

Probablemente se está saturando y cuando una bobina se satura se convierte en un cortocircuito.

Si me dices las vueltas y el tamaño del toroide, te lo confirmo.

Saludos.

Pues son 15 espiras de 0.8mm. Diametro externo: 10mm, diametro interno: 4.2mm, espesor: 3.6mm.

Como lo calculas?

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 20 de Marzo de 2014, 14:45:15
Esa bobina es pequeña y tiene muchas vueltas, de manera que no va a aguantar mucha corriente.
Depende del material con el que esté hecho el toroide (ferrita o polvo de hierro) pero en el mejor de los casos, no va a soportar más de 600 mili amperios.
Por encima de esa corriente, la bobina se satura y se comporta como un cable sin inductancia.

En el circuito que quieres utilizar hay variaciones de hasta 440mA debido a la conmutación, a las que hay que añadir la corriente de salida.

Tienes que poner una bobina más grande o darle menos vueltas y más frecuencia de conmutación.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 21 de Marzo de 2014, 06:32:29
La corriente que soporta una bobina es igual a:

   I = B · Ae / (N · Al)

   B = campo magnético en Tesla
   Ae = Sección del circuito magnético en metros cuadrados
   Al = Inductancia de una sola espira en Henrios (Inversa de la reluctancia)
   N = número de espiras de la bobina


Saludos.

Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 07 de Abril de 2014, 15:35:33
Bien, he probado a quitar espiras, y con otra bobina que tiene el hilo mas grueso sacada de una fuente de PC, y el mosfet apenas se templa, salvo cuando está a plena potencia, pero en este caso el PWM es del 100% o casi, entonces es como si estuviese siempre saturado y deberia calentarse menos ¿no?

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 08 de Abril de 2014, 07:27:38
El mosfet se calienta por conducción y por conmutación.

La conducción es fácil calcularla P = I^2 · Rds_on

La conmutación es más complicada.

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: MerLiNz en 08 de Abril de 2014, 09:39:12
El problema es que segun se satura la bobina la potencia disipada es mayor, es decir, en el momento de activarlo tienes casi 0V en drain y segun se satura la bobina aumenta ese voltaje en drain, por lo cual aumenta la potencia disipada en el transistor, seria como hacer un cortocircuito.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 08 de Abril de 2014, 16:11:45
Bien, he probado a quitar espiras, y con otra bobina que tiene el hilo mas grueso sacada de una fuente de PC ...

¿Cómo es la bobina? (espiras, grosor de hilo, tamaño de toroide, etc)

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 09 de Abril de 2014, 18:09:58
Bien, he probado a quitar espiras, y con otra bobina que tiene el hilo mas grueso sacada de una fuente de PC ...

¿Cómo es la bobina? (espiras, grosor de hilo, tamaño de toroide, etc)

Saludos.

Pues es cilindrica, de 6mm X 15mm con 7 espiras de hilo de 1,3mm de diametro.

En cuanto a la disipacion por conducción, es muy baja, pues a 2A con 14mhom son 56mW.

Saludos!
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 10 de Abril de 2014, 04:47:09
Ese tipo de bobinas no se calcularlas. No me suena que se utilizen para filtros de potencia. Más bien parece una bobina de radiofrecuencia.

La inductancia será bastante baja porque, al estar el camino magnético abierto, tiene una reluctancia alta.

¿Sabes qué inductancia tiene?

En cuanto a la corriente, con ese hilo creo que podría aguantar 10 amperios

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: Picuino en 10 de Abril de 2014, 04:50:54
Aquí un documento para calcular bobinas cilíndricas de una sola capa, con núcleo al aire:

http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Bobinas1.PDF

Página para calcular bobinas cilíndricas:

http://www.ajdesigner.com/phpinductor/inductor_equation.php

Saludos.
Título: Re: Probar carga inductiva
Publicado por: micro_pepe en 14 de Abril de 2014, 12:41:24
He probado a poner el mosfet en conmutación, solo la carga y el mosfet con 5v en la puerta, y seguia calentando por lo que deduzco que el mosfet despues de tantas pruebas estaba algo dañado, pues la rds-on es muy baja y en consecuencia la potencia disipada en conducción no deberia calentarlo.

He puesto otro mosfet, y tan solo templa un poco, imagino que es normal que un poco si se temple, pero no que queme como hacia antes.

Saludos!