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FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: elgarbe en 25 de Mayo de 2014, 20:19:22

Título: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 25 de Mayo de 2014, 20:19:22
Bueno, estoy trabajando en un puente H para unos motores de de 24V 250W.
Los Mosfet elejidos por ahora (estoy estudiando un poco el tema) son los geniales IRFZ44.
Para los High Side Mosfet usaré un Step Up con un MC34063.
Aste es el esquemático con el que estoy empezando a trabajar:

(https://farm6.staticflickr.com/5491/14289814883_8110ebf562_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14289814883/)

El puente H completo es el conocido y publicado por Mario Sacco y que tantos buenos resultados me ha dado. En este caso la principal modificacion que le he hecho es pasar los componentes para disparar los mosfet a superficial para reducir tamaño.

Bueno, ahora las dudas.

En la hoja de datos dice Vgs +-20V. Si yo quiero usarlo para motores de 24V, le ven algún problema? en los Low Side Mosfet el Source esta a GND así que los disparo con 5V. En los High side el Source estará a unos 20-24V y yo los dispararía con 28V. La primera duda es si esto representaría algún problema.

La siguiente duda es, el motor consumirá unos 15A máximo. Por lo que la potencia en el mosfet sería 15*15*0.028 = 6.3W. Entiendo que con un buen disipador, esa poptencia no es imposible de disipar, verdad?

Ahora estoy viendo este otro mosfet: IRF3205 MOSFET N 55V98A 0.008E 200W TO220 tiene una Rds de 0.008E. Con esa resistencia tendría 1.8W y casi no
necesitaría disipador!!! alguien provó ese Mosfet? le estoy errando en algo?

Otra duda es la tension Vds que soportan. Están en los 60V... el motor trabajando a 24V, no ocacionará picos mayores a esos 60V??? alguien con experiencia en este sentido?

El último Mosfet que tengo es:    IRF540 MOSFET N 100V33A 0.044E 130W TO220. Quizás ese sea un poco más adecuado, ya que estimo que tendré probelmas con los picos de tensión más que con la corriente a manejar... que opinan?

Por ahora solo eso!!!

Saludos
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: tapi8 en 26 de Mayo de 2014, 13:50:47
Citar
El último Mosfet que tengo es:    IRF540 MOSFET N 100V33A 0.044E 130W TO220. Quizás ese sea un poco más adecuado, ya que estimo que tendré probelmas con los picos de tensión más que con la corriente a manejar... que opinan?

Con lo que tendras problemas es con los picos de corriente no con los de tension. Sobre todo en los arranques, sobre todo si arrancas a tope, aparte de que a lo mejor te caes de culo  :D :D

El segundo mosfet que pones el IRF3205 creo que es para 110A, ese te ira bien, el de 25A aguantara 2 arrancadas como mucho. Bueno es mi opinion a ver que te dicen por aqui.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 27 de Mayo de 2014, 22:15:56
Bueno, estoy trabajando en un puente H para unos motores de de 24V 250W.
Los Mosfet elejidos por ahora (estoy estudiando un poco el tema) son los geniales IRFZ44.
Para los High Side Mosfet usaré un Step Up con un MC34063.
Aste es el esquemático con el que estoy empezando a trabajar:

(https://farm6.staticflickr.com/5491/14289814883_8110ebf562_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14289814883/)

El puente H completo es el conocido y publicado por Mario Sacco y que tantos buenos resultados me ha dado. En este caso la principal modificacion que le he hecho es pasar los componentes para disparar los mosfet a superficial para reducir tamaño.

Bueno, ahora las dudas.



En la hoja de datos dice Vgs +-20V. Si yo quiero usarlo para motores de 24V, le ven algún problema? en los Low Side Mosfet el Source esta a GND así que los disparo con 5V. En los High side el Source estará a unos 20-24V y yo los dispararía con 28V. La primera duda es si esto representaría algún problema.

La siguiente duda es, el motor consumirá unos 15A máximo. Por lo que la potencia en el mosfet sería 15*15*0.028 = 6.3W. Entiendo que con un buen disipador, esa poptencia no es imposible de disipar, verdad?

Ahora estoy viendo este otro mosfet: IRF3205 MOSFET N 55V98A 0.008E 200W TO220 tiene una Rds de 0.008E. Con esa resistencia tendría 1.8W y casi no
necesitaría disipador!!! alguien provó ese Mosfet? le estoy errando en algo?

Otra duda es la tension Vds que soportan. Están en los 60V... el motor trabajando a 24V, no ocacionará picos mayores a esos 60V??? alguien con experiencia en este sentido?

El último Mosfet que tengo es:    IRF540 MOSFET N 100V33A 0.044E 130W TO220. Quizás ese sea un poco más adecuado, ya que estimo que tendré probelmas con los picos de tensión más que con la corriente a manejar... que opinan?

Por ahora solo eso!!!

Saludos



Hola el buen diseño de un PH, requiere de algunos cálculos, ingresa en www.robotsperu.com.ar, mas precisamente en esta seccion http://www.robotsperu.org/foros/workshop-de-puentes-h-vt1038.html, ahi hay foreros que le dedicaron muchas horas de calculo a éstos circuitos, saludos espero te sea de utilidad.

Exitos! ;-)
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 28 de Mayo de 2014, 23:34:45
Buenas, gracias por los comentarios. Efectivamente, el mosfet elegido para las pruebas es el IRF3205 debido a que posee la Rdson mas baja que cualquier otro y por lo tanto el que calentará menos (por lo menos en conduccion).

Leyendo un poco el aporte de cicloide empecé a leer algo de teoría sobre los mosfet y su activacion. Juntando un poco de informacion de un lado y de otro puedo obtener este cálculo:

Ftrabajo = 50KHz -> T = 20.000 nseg
Si quiero usar el PWM con dutys que vallan de 1% al 99%, tengo que el ton y el toff son de 200nseg.

El IRF3205 tiene un Qc de 146nC con Vgs de 10V
Por lo tanto la corriente necesaria para el encendido es de 146nC/200nSeg = 0,73A

En mi circuito la corriente de encendido la provee el BC817 (sot23), el cual soporta corrientes de 500mA y picos de 1A. Por lo que en principio podría servir.

Si quisiera estar mas holgado podría pensar en trabajar a 30KHz -> T = 33.333 nSeg y la Ig sería 146nC/333nSeg = 440mA

Incluso no creo que en mi aplicacion necesite usar el rango completo, desde 1% a 99% de duty cycle.

Eidentemente los calculos de corriente de Gate para asegurar el encendido/apagado del mosfet se da a muy altas frecuencias o mosfet con alta capacidad interna. O si queremos trabajar con Dutys muy bajos. Aún no entiendo en que caso necesitaríamos trabajar con dutys cycles tan bajos (por debajo del 1%)...

Bueno, mañana subo el esquemático que estoy usando y los avances en el ruteo del PCB

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 29 de Mayo de 2014, 08:24:46
Bueno, actualizo el esquemático:

(https://farm4.staticflickr.com/3785/14110703820_96500c8083_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14110703820/)

y el ruteo del PCB

(https://farm4.staticflickr.com/3831/14110704528_9fb79c5e0f_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14110704528/)

me falta rutear el StepUp que alimentará los Gate driver del High Side y ver si dejo lugar para un posible sensado de corriente.
En otra oportunidad use el INA219 (High side) que permite leer todos los parámetros eléctricos a travez de un shunt instalado en el positivo de la alimentacion de potencia... quizá siga usando el mismo, tengo que revisar la velocidad de adquisición para que no sea un limitante en el futuro lazo de control.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 30 de Mayo de 2014, 00:05:31
Hola elgarbe, pinta bien el diceño, felicitaciones, yo pienso que lo mejor para diseñar un PH es contar con el motor que lo va a usar, para tomar las mediciones pertinentes, ahí te darás cuenta que muy pocas veces se utiliza un ciclo útil de 1% o menor, todo depende del par de arranque con respecto a la carga en  la punta del eje del motor, podrías diseñar un PH, con un DC, del 1 % pero si el el par de arranque es elebado nunca arrancara en ese ciclo de arranque, y a medida que lo vallas aumnetndo en el momento que el motor venza el par de arranque, lo mas probable es que el motor arranque de golpe y los picos de corriente como bien dice tapi8 haran que algo se fria, por ejemplo los Nmos, o escuches sumbidos, recordá que una cosa es en vacio y otra contemplando la carga  sobre el motor.
Lo bueno de tener el motor es que puedes ensayar todas estas cosas antes de definirlas.

Saludos!

PD.:Si sigue posteando imagenes me darán ganas de armarlo, ya que soy un apasionado de éste tipo de controladores, pero prefiero (en lo personal) utilizar Gate drivers :-) ;-) un IR2110 te facilitaría las cosas, los he visto funcionar con motores de 24v  300 vatios. La persona que respondió todas mis dudas en el link que postee, es Ingeniero, te puedo asegurar que la tiene muy clara. 
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 30 de Mayo de 2014, 13:23:31
hice algunos cálculos preliminares y creo que mi aplicacion no requiere un control demasiado exigente. Es por eso que estoy avanzando con el circuito para luego comenzar las pruebas.
Por otra parte, todas las cuestiones de diseño se pueden verificar con el osciloscopio en la práctica, es mas, deben ser verificada. Entonces es como que en este caso prefiero saltearme las simulaciones y demás.

Si el proyecto sale bien, es posible que sobre fin de año pueda tener que hacer algo comercial de esto. En ese caso sí me tomaré el trabajo de modelado de los motores y la carga y las simulaciones correspondientes.

El post que me sugeriste lo lei de punta a punta, encontre algunas cosas muy interesantes.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 30 de Mayo de 2014, 22:38:28
hice algunos cálculos preliminares y creo que mi aplicacion no requiere un control demasiado exigente. Es por eso que estoy avanzando con el circuito para luego comenzar las pruebas.
Por otra parte, todas las cuestiones de diseño se pueden verificar con el osciloscopio en la práctica, es mas, deben ser verificada. Entonces es como que en este caso prefiero saltearme las simulaciones y demás.

Si el proyecto sale bien, es posible que sobre fin de año pueda tener que hacer algo comercial de esto. En ese caso sí me tomaré el trabajo de modelado de los motores y la carga y las simulaciones correspondientes.

El post que me sugeriste lo lei de punta a punta, encontre algunas cosas muy interesantes.

Saludos!

Totalmente de acuerdo mi amigo, y me alegra que el link te halla servido y espero que a otros curiosos también. Me intereso lo del control de corriente con el CI, que publicaste, google el datasheet, y los datos los envía por I2C?, esto es genial, yo vi lo que mencionas del shunt pero la resistencia era alambre de constantan si conoces el material sabrás que es exelente para estas aplicaciones, y también vi  uno de los dos conductores del motor, soldado en el PCB, muy cerca de la salida del PH, para que la sección de cobre del PCB aguante la corriente de exigencia, peeero....., el cable antes de soldarlo al PCB, le atravesaron un ferrite rectangular, el cual tenía intercalado ( y acá no estoy seguro pues no pude ver, si era un sensor electromagnético o un censor de efecto hall) y de ahí a componentes asociados y al micro para el control dinamico de corriente, pero la solución que propones del CI enviando los datos por I2C, es mucho mas simple (siempre que sepas programar micros) que como abras visto en mi caso va lento, pero igual sigo (yo elegí Freescale ya que pensaba utilizarlos en aplicaciones como éstas, pero nadie programa estos micros y en la web hay poca info. para principiante)s.

En fin yo te voy a estar siguiendo, me gusta tu proyecto, :-).

Salu2. :-/
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 30 de Mayo de 2014, 23:05:22
Por si no curioseastes el foro del link, te dejo otra sección interesante, iniciado por el mismo autor http://www.robotsperu.org/foros/tutorial-de-disesso-de-puentes-h-vt248.html.

Salu2. :-)
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 31 de Mayo de 2014, 13:01:22
Ese nuevo post que pasaste esta mas completo. El primero me parece que willem no hizo nada, armo el workshop y despues lo terminó dando jcristien... en este post hay algunas cosas interesantes.
En este foro si no me equivoco Picuino había hecho un post muy completo sobre modelado de motores.

Ahora a la tarde voy a ver si hago la placa para empezar a armar y hacer las primeras pruebitas y mediciones.... despues si va bien pongo elproyecto completo en altium.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 31 de Mayo de 2014, 14:05:34
Ese nuevo post que pasaste esta mas completo. El primero me parece que willem no hizo nada, armo el workshop y despues lo terminó dando jcristien... en este post hay algunas cosas interesantes.
En este foro si no me equivoco Picuino había hecho un post muy completo sobre modelado de motores.

Ahora a la tarde voy a ver si hago la placa para empezar a armar y hacer las primeras pruebitas y mediciones.... despues si va bien pongo elproyecto completo en altium.

Saludos!

Si JC1, fue muy amable, lo abandone yo pero respondía a todos mis inquietudes, realmente muy, pero muy considerado de su parte. Yo creo que William se canso porque como habrás visto había foreros, que no seguián el hilo preguntaban por sus proyectos personales en vez de colaborar con la comunidad, que esa es la idea de un foro, y mas aún de un workshop, expalayarce con detalles en un método no en un diseño en particular, eso, es por cuenta propia los cálculos hacelos vos la técnica te la demuestro, o no? (si bien el conocimiento es de todos, las ideas no), y pienso que hay algunas pocas personas que vuelan,  en vez de caminar  , ((:-)).
 
Incluso le hice preguntas por MP, y después decidimos no hacerlo mas (en común acuerdo, y muchas de las respuestas publicadas fueron a preguntas hecha por MP), para que todo quede registrado para todo aquel que lo necesite.


Voy a ver si encuentro en hilo de Picuino, para chusmear. Recordás el precio que te comente del cloruro férrico que pague por un litro?, resulta que era por 1 L los 30 Kg de solución lo tienen a 20.27 + IVA, pero igual sigue siendo mas barato en Santa Fe.

Saludos. ;-)

Por cierto que es el U1 en tu diseño? un regulador de tensión? :?
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 31 de Mayo de 2014, 15:07:53

Por cierto que es el U1 en tu diseño? un regulador de tensión? :?

MC34063 Dc-DC converter. Esta para elevar la tension para activar los mosfet de la rama de arriba. Es para no usar los IR2101.

Sds.!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 31 de Mayo de 2014, 21:11:13

Por cierto que es el U1 en tu diseño? un regulador de tensión? :?

MC34063 Dc-DC converter. Esta para elevar la tension para activar los mosfet de la rama de arriba. Es para no usar los IR2101.

Sds.!

Ok. registrado, otra pregunta éste es el diseño de Mario (NeoTeo?), el que se ve en los videos, que tiene  o al menos estaban en la web, estaba genial ese circuito, a parte Mario explicando el funcionamiento, con los cuatro pulsadores y los cuatro led, lo recuerdo muy didáctico, para el que no tiene idea de como funciona un PH,

Slu2!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 31 de Mayo de 2014, 23:33:05
Exactamente, este es el diseño de Mario ex de NeoTeo. De hecho el vive en San nicolas y yo en ramallo (27Km) hemos comido un par de veces juntos con otros amigos del foro de la zona.
La unica diferencia es que pase todos los componentes a SMD para ahorrar espacio. La placa de Mario la tengo armada y fue mi primer puente H con Mosfet.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 01 de Junio de 2014, 18:44:05
Exactamente, este es el diseño de Mario ex de NeoTeo. De hecho el vive en San nicolas y yo en ramallo (27Km) hemos comido un par de veces juntos con otros amigos del foro de la zona.
La unica diferencia es que pase todos los componentes a SMD para ahorrar espacio. La placa de Mario la tengo armada y fue mi primer puente H con Mosfet.

Saludos!

Como que de Ramayo?, V. Ramayo pcia. Bs As.? y yo creí que eras de Santa fe. :D, por los comentarios que me hicistes sobre el cloruro férrico. Es conocido el apellido e Migliaro por aya, ? o San Gregorio?, si lo son y son buenas personas tengo unas anecdotas para contarte.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 01 de Junio de 2014, 19:54:04
Exactamente, este es el diseño de Mario ex de NeoTeo. De hecho el vive en San nicolas y yo en ramallo (27Km) hemos comido un par de veces juntos con otros amigos del foro de la zona.
La unica diferencia es que pase todos los componentes a SMD para ahorrar espacio. La placa de Mario la tengo armada y fue mi primer puente H con Mosfet.

Saludos!

Como que de Ramayo?, V. Ramayo pcia. Bs As.? y yo creí que eras de Santa fe. :D, por los comentarios que me hicistes sobre el cloruro férrico. Es conocido el apellido e Migliaro por aya, ? o San Gregorio?, si lo son y son buenas personas tengo unas anecdotas para contarte.

Si, si Ramallo pcs de BsAs. Lo que pasa es que estamos cerca de rosario (80km)!
Migliaro me suena y san grgorio tambien, pero no se bien a cual te referiras....

Sds!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 01 de Junio de 2014, 20:20:16
Bueno, ayer me hice un rato en el laburo y me hice la plaqueta del puente H y empecé a armarla.

En primer lugar me quise centrar en el Step Up para asegurar tener los 36V necesarios para disparar los mosfet del High Side partiendo de 24V.

Para seleccionar los componentes use el calculador este:
http://dics.voicecontrol.ro/tutorials/mc34063/

y obtengo estos valores:

Calculation Results For Step-Up Converter
Vin =    28.00 ±10% V
Vout =    36.00 V
Iout =    0.50 A
Vripple =    0.10 V
Vin min =    25.20 V
Ton / Toff =    0.45
Ton + Toff =    10.00 µs (micro seconds)
Toff =    6.88 µs (micro seconds)
Ton =    3.12 µs (micro seconds)
Ct =    124.79 pF
Ipk =    1.45 A
Rsc =    0.21 Ω
Lmin =    53.02 µH
Co =    140.39 µF
R1 =    2.20 kΩ
R2 = ((Vout - 1.25) / 1.25) * R1 =    61.16 kΩ

Arme el circuito y ya funciona! Obtengo unos 37V con una entrada de 26V.

Tambien empecé a montar los componentes del drive sin los mosfet, para ir testeando por partes. Aclaro que esta placa es prototipo, aun le faltan muchas cosas, las pistas son muy finas para los 10A, etc.

Dejo una imagen de como va:

(https://farm3.staticflickr.com/2921/14344680863_7b5cdcc4b2_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14344680863/)

Espero esta semana tener el motor para ir haciendo las primeras pruebas!

Sds.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 01 de Junio de 2014, 21:18:36
Exactamente, este es el diseño de Mario ex de NeoTeo. De hecho el vive en San nicolas y yo en ramallo (27Km) hemos comido un par de veces juntos con otros amigos del foro de la zona.
La unica diferencia es que pase todos los componentes a SMD para ahorrar espacio. La placa de Mario la tengo armada y fue mi primer puente H con Mosfet.

Saludos!

Como que de Ramayo?, V. Ramayo pcia. Bs As.? y yo creí que eras de Santa fe. :D, por los comentarios que me hicistes sobre el cloruro férrico. Es conocido el apellido e Migliaro por aya, ? o San Gregorio?, si lo son y son buenas personas tengo unas anecdotas para contarte.

Si, si Ramallo pcs de BsAs. Lo que pasa es que estamos cerca de rosario (80km)!
Migliaro me suena y san grgorio tambien, pero no se bien a cual te referiras....

Sds!

Mis abuelos maternos nacieron V.Ramallo amigo, no se en que pueblo, 12 hermanos éran (como antes, no había tele), (ya nos los tengo mas, personas mas buena  campechanas y sumisas como ellos no creo encontrar en este mundo) el abuelo Migliaro, la abuela San Gregorio, no conocí nunca V Ramallo ya que mis abuelos se casaron y vinieron a trabajar de obreros a Bs As capital, y cada uno de los tios y tias de mi madre siguieron el mismo camino y así empezó  el camino hacia mi nacimiento ,jeje, saludos elgarbe ((:-)). muy buen trabajo en esa placa puntaje de 1 a 10. um....10000000000000.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 01 de Junio de 2014, 21:34:47
Exactamente, este es el diseño de Mario ex de NeoTeo. De hecho el vive en San nicolas y yo en ramallo (27Km) hemos comido un par de veces juntos con otros amigos del foro de la zona.
La unica diferencia es que pase todos los componentes a SMD para ahorrar espacio. La placa de Mario la tengo armada y fue mi primer puente H con Mosfet.

Saludos!

Como que de Ramayo?, V. Ramayo pcia. Bs As.? y yo creí que eras de Santa fe. :D, por los comentarios que me hicistes sobre el cloruro férrico. Es conocido el apellido e Migliaro por aya, ? o San Gregorio?, si lo son y son buenas personas tengo unas anecdotas para contarte.

Si, si Ramallo pcs de BsAs. Lo que pasa es que estamos cerca de rosario (80km)!
Migliaro me suena y san grgorio tambien, pero no se bien a cual te referiras....

Sds!

Mis abuelos maternos nacieron V.Ramallo amigo, no se en que pueblo, 12 hermanos éran (como antes, no había tele), (ya nos los tengo mas, personas mas buena  campechanas y sumisas como ellos no creo encontrar en este mundo) el abuelo Migliaro, la abuela San Gregorio, no conocí nunca V Ramallo ya que mis abuelos se casaron y vinieron a trabajar de obreros a Bs As capital, y cada uno de los tios y tias de mi madre siguieron el mismo camino y así empezó  el camino hacia mi nacimiento ,jeje, saludos elgarbe ((:-)). muy buen trabajo en esa placa puntaje de 1 a 10. um....10000000000000.

Como le ingresas la señal PWM, (supongo que con PIC,), si no incomoda podrías subir los archivos para que lo pueda hacer?, sin compromiso, no hay ofensas si no quíres,   ;-). aunque yo la frecuencia se la ingresaría con un LM555 por lo que te comente de la programación. Que es lo que calculas con el calculador que posteastes?

Ahora si en contacto seguiremos, saludos.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 01 de Junio de 2014, 22:05:28
Con el calculador se calculan los componentes alrededor de U1, el elevador de tension.

El proyecto completo en Altium lo voy a postear, pero una vez que esté funcionando. Para evitar que armen cosas que no andan. Esa plaquita que hice le falta trabajo aún.

Mirá, pongo acá una imagen del esquemático actual y del ruteo de la placa (ya empecé con los cambios, respecto de la que estoy armando para pruebas). Lo primero que hice fue ensanchar las pistas de potencia y poner una pista de GND exclusiba para potencia. Esas pistas no van a tener máscara anti soldante, para poder agregar estaño para incrementar la corriente que puedan manejar. Estuve viendo el calculador de Chaly y revisando la IPC-222 para eso.

El unico problema que podrías encontrar con este diseño es que hay muchos componentes SMD, pero en elemon los conseguis a todos.

(https://farm3.staticflickr.com/2915/14138500199_d5476deef0_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14138500199/)

(https://farm6.staticflickr.com/5504/14138495928_9cbe0e66ec_c.jpg) (https://www.flickr.com/photos/117247358@N03/14138495928/)

De estos puentes voy a tener que fabricar unos 4 y por lo general siempre hago placas de más por las dudas, asi que si te interesa seguro me sobrarán placas listas para armar.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 01 de Junio de 2014, 22:09:58
por cierto, esta es la guia de Picuino sobre los motores de corriente continua...

Saludos!

EDITO:  http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=37484.0
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: MGLSOFT en 01 de Junio de 2014, 22:48:43
por cierto, esta es la guia de Picuino sobre los motores de corriente continua...

Saludos!

Cual??
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cicloide2 en 02 de Junio de 2014, 20:32:41
Interesante! :-/.

Gracias. Se que no es el lugar pero, no puedo recibir ni enviar mensajes de mi casilla de Yahoo. error 501, aclaro que tengo WXP , no creo que sea esos no?

Perdon y saludos :5]
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 08 de Junio de 2014, 21:57:59
Bueno, ya tengo el puente H funcionando a medias.
Por ahora armé solo una rama, o sea, instale solo 2 mosfet. Empezé probando con los IRFZ44 ya que en este momento quiero asegurarme que funcionen las tensiones de disparo que el mosfet del lado de arriba se active con el elevador de tension. Por otra parte al PCB que hice para pruebas le faltan varias cosas, como pistas gruesas para manejar corriente...
Lo probe con 2 lamparas de 12V en serie, el consumo es de 1A. Aquí un video del funcionamiento básico:


El programa simplemente incrementa el DC cada 50mseg y lo vuelve a 0 de una... es solo una prueba para ir viendo que lo que planteo en la teoría vaya funcionando.
He detectado algunos problemas de paso, R12 de 1K, cuando activo el Q9 recive 36-0,7V = 35V con lo que debe manejar 3.5mA... parece poco, pero si hacemos la cuenta I*I*R = 3.5*3.5*1000 = me da 1.2W!!!!! por lo que he tenido que aumentar un poco su valor. Lo mismo sucede con R14...

Bueno, tambien compré el motor en remssi. 24V 150W. La verdad muy lindo motor! nacional, montado sobre rodamientos... le costo (a la Escuela) $980 + IVA...

Cuando empiece a trabajar con el motor en la placa final seguiré poniendo resultados.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 21 de Septiembre de 2014, 19:22:49
Bueno, ahora que el proyecto del POV están encaminado, tengo que retomar este otro. Este puente H es para manejar un motor de DC, de los cuale susaremos 2 para darle movimiento a una silla de ruedas común. Los alumnos ya estuvieron trabajando en el cambio de ruedas, mecanizaron las coronas y piñones para la transmision y estan terminando el eje principal. Por lo que en cualquier momento tendremos la silla lista para montar la electrónica.

Estuve armando la nueva placa, con pistas mas gruesas, estañadas, máscara antisoldante, etc. Estimo que esta ya es la placa definitiva. En estos días la tengo que probar con el motor a ver si consigo 5A sin quemar nada. En teoría debería llegar hasta los 8-10A, ya veremos.

Dejo unas imágenes del avance:

StepUp para los mosfet de la parte alta. Eleva la tension de 28V a 36-37V

(https://farm6.staticflickr.com/5563/15309038671_2bfc7e6028_z.jpg) (https://flic.kr/p/pjNPQB)

componentes de una rama del bridge:

(https://farm6.staticflickr.com/5556/15126230558_98d93971b7_z.jpg) (https://flic.kr/p/p3DTmA)

Vista de arriba de la placa, sin los mosfet ni los diodos.

(https://farm4.staticflickr.com/3899/15312469242_53805de3a6_z.jpg) (https://flic.kr/p/pk7pCo)

Bueno, ahora a montar el resto de componentes y ver que corriente le puedo sacar.

Saudos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 21 de Septiembre de 2014, 21:17:46
Hola elgarbe, porque el uso de un puente H? Si en ese tipo de aplicación se usa un relay inversor y un par de mosfet y nada más. O sea, que ganás al complicarte tanto la vida? Más allá de perder mucha confiabilidad y robustez!!!

Un o dos relay inversores, un par de mosfet y fácilmente alcanzarías más de 30 o 40 ampers. Sin complicaciones....

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Más allá de todo lo anterior, muy linda esa PCB. Que estas usando de máscara anti-soldante?
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 21 de Septiembre de 2014, 21:41:24
Hola elgarbe, porque el uso de un puente H? Si en ese tipo de aplicación se usa un relay inversor y un par de mosfet y nada más. O sea, que ganás al complicarte tanto la vida? Más allá de perder mucha confiabilidad y robustez!!!

Un o dos relay inversores, un par de mosfet y fácilmente alcanzarías más de 30 o 40 ampers. Sin complicaciones....

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Más allá de todo lo anterior, muy linda esa PCB. Que estas usando de máscara anti-soldante?

Carlos, el puente H es para poder, con un uC hacer PWM. El PWM es necesario para arrancar suabe la silla y para conseguir variaciones de velocidad. Por otra parte, como la mecánica la hicieron los alumnos y los motores no son perfectos, probablemente si le aplico a los dos motores la misma tension la silla en vez de ir recta irá doblando levemente hacia un lado. Entonces con el puente H se puede hacer pequeñas correcciones para que las dos ruedas funcionen a la misma velocidad.
Sinceramente no sé si las sillas de ruedas eléctricas comerciales vengan con pte H o con relés, pero me parece lo más adecuado en este caso es el puente H. Seguro que se usan relés para las sillas comerciales?

La máscara antisoldante es una pintura fotoimageable que se usa para la fabricacion de circuitos impresos comerciales (en mi empresa, entre otras cosas hacemos nuestros propios impresos). La compro en GCTech, es de 2 componentes. Usé la blanca porque la mayoria de nuestras placas son con LED's entonces usamos blanco. Muy pocas veces usamos la verde.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 21 de Septiembre de 2014, 23:24:22
Hola elgarbe, de la menara que yo te decía o digo de hacerla tienes las mismas ventajas a nivel funcionalidad ya que el control de la potencia del motor también se realiza con un PWM de la misma manera que tu quieres hacerlo, pero lo que te propongo tiene muchas más ventajas a nivel técnico y de rendimiento...

Esta opción que te comento tiene el PWM para el control de la potencia aplicada al motor (por medio de los mosfet), y el/los relay tiene la función de invertir el giro de marcha del motor, por lo tanto controlando el relay haces que el motor cambie su sentido de giro.
Las ventajas son la sencillez en el control, con solo dos salidas de un PIC y muy poca circuitería extra controlas todo el motor. Aparte posee un mejor rendimiento a nivel "consumo", ya que en el relay son despreciables las perdidas producidas por su contactos y solo tienes la muy pequeña caída de tensión producida en los mosfet del PWM que van todos en paralelo (para incrementar la potencia a controlar).
Aparte de lo anterior, tienes la robustez a nivel electrónico, si usas por ejemplo solo 3 mosfet del tipó IRF3205 (todos en paralelo) puedes controlar cargas de más de 50A fácilmente (con uno de esos transistores e controlado más de 30A), su circuito driver es muy fácil de implementar, muy económico, muy probado y seguro (todas las potencias amplificadoras de los autos los usan y algunas manejan corrientes de más de 100A continuos sin problemas).

La única ves que tuve el "agrado" (por decirlo de alguna manera) de desermar una silla eléctrica usaba este circuito que te comento.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2014, 00:31:49
Aaaaaaaaaaaaaa, jaja, ahora entiendo. Yo pense que proponías cambiar todo el puente H por 4 relés.... ya me parecia que algo no andaba bien.

Ok, mañana le voy a dar una vuelta a la idea en mi cabeza a ver si entiendo bien y te consulto por esa implementacion.

Saludos y gracias!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 22 de Septiembre de 2014, 14:29:27
Hola elgarbe, ya que tienes tantas ganas de estudiar, pues te dejo este esquemita, ya me comentarás y preguntarás tus dudas:

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=42862.0;attach=22610;image)

Espero te guste.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Con este circuito y tal como está, puedes hacer uso del freno motor (otra ventaja del mismo). Te dejo pensando  ;-)
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2014, 16:13:09
Es exactamente lo que suponia que seria el circuito y me gusta.
Lo que no me gusta es usar relés, pero seguramente no tenga justificación mas que gusto.
Seguramente lo voy a implementar en la silla y deje el pte para otro proyecto.
Cual es la función del bc327 en el drive del MOSFET? En mi circuito no lo tengo puesto y funciona, que ventaja le agrega? Parece una configuración darlington para aumentar la corriente que le podemos dar al gate con los 20  ma del micro...

Saludos.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 22 de Septiembre de 2014, 16:57:06
Hola elgarbe, iremos por partes porque no se bien a cual de los BC327 te refieres, trataré de explicar todo:

BC548 del driver: amplificador inversor de la señal propuesta por el PIC, para luego poder comandar el conjunto darlington

BC558 y BC327: par darlington, amplifican la señal permitiendo picos de corriente altos, esto es necesario para activar rápidamente el/los mosfet

BC327 en al gate del/los mosfet: Permite la "descarga" rápida de los gates del/los mosfet, esto hace que paso de conducción/corte del/los mosfet sea lo más rápido posible, favoreciendo una señal más cuadrada, un calentamiento menor de los mosfet y un control más proporcional a la señal ingresada al circuito.

IRF3205: mosfet de control de potencia, pueden ser usados hasta 3 en paralelo cada cual con su resistencia de gate y montados sobre disipadores adecuados.

Señal de los relay's, en este circuito se usan dos para facilitar el uso del freno motor. También es posible el uso de solo una señal si el freno motor no es necesario.

Como te decía el puente H tiene la ventaja de la velocidad final, pero como en la silla de ruedas las cosas van realmente lento (hablando en velocidades electrónicas), este circuito es más adecuado, fácil de implementar, más confiable y robusto, aparte de poseer la posibilidad del freno de motor que es muy útil por ejemplo cuando la silla de rueda se encuentra ante una rampa.

En su marcha hacia delante, si la silla de ruedas se encuentra ante una rampa descendente, para frenar el aumento de la velocidad de la misma y no teniendo freno motor lo que se tiene que hacer el colocar el motor en "retroceso" y hacer uso de una señal PWM adecuada para contrarrestar el incremento de dicha velocidad (función muy complicada de realizar) con un consiguiente consumo de potencia de las batería y un incremento sustancial de la temperatura del motor.
Teniendo freno motor, al usarlo no se debe aplicar tensión, con el ahorro del consumo (hasta es posible usar el potencial generado por el motor para cargar las batería) y el calentamiento del motor es muy inferior al caso anterior. Este freno es proporcional a la velocidad del motor, cuanto más acelera el motor, más frena.

Espero haberte aclarado algunos puntos, ya sabes que cualquier duda me la consultas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 22 de Septiembre de 2014, 19:09:17
Bien, una duda más, o dos.

Tendré que poner alguna red snubber en los contactos del relé? los motores son de 8A nominales y 24V. En vacío consumen 1.5 o 2A, pero en carga normal estimo que van a rondar los 5A. Conmutar esa carga en DC con contactos no los terminará estropeando?
Otra cosa que habia visto para los puentes con relés son los diodos en antiparalelo con cada contacto, como los de free wheeling del pte H con mosfet. En este caso no son necesarios? el 5908 es para el frenado?
A los tr 337 que actian los relés debería colocarles resistencias de pull down, verdad?

Saudos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 22 de Septiembre de 2014, 23:13:09
Hola elgarbe, iremos por partes:

Bien, una duda más, o dos.

Definitivamente no sabes contar. Son cuatro dudas  :D  :D  :D un simple chiste para amenizar el sermón que viene a continuación.

Tendré que poner alguna red snubber en los contactos del relé? los motores son de 8A nominales y 24V. En vacío consumen 1.5 o 2A, pero en carga normal estimo que van a rondar los 5A. Conmutar esa carga en DC con contactos no los terminará estropeando?

Por supuesto, a la muyyyyy larga los termina estropeando, puedes colocarle una red, pero la opción más sencilla es no conmutar los relay's mientras el mosfet tenga señal de PWM, o lo mejor es hacer la conmutación cuando sepamos que el motor está detenido, por lo tanto. Cortas las señal del PWM, conmutas los relay's y continúas con la señal de PWM, de esta manera los relay no ven circulación de corriente (cuando el motor está detenido) o muy poca circulación (cuando cortas el PWM sin esperar la detención del motor).

De todas maneras una red snubber para un relay en contínua es solo un condensador de 0.22 o 0.47 uF en paralelo con los contactos del propio relay.

Otra cosa que habia visto para los puentes con relés son los diodos en antiparalelo con cada contacto, como los de free wheeling del pte H con mosfet.
En este caso no son necesarios?

Los diodos en anti-paralelo que tú comentas (en realidad son en anti-serie) son reemplazados por el 5908, este diodo puede ser cualquier diodo rápido de unos 100V 8A para tu caso. Un par de diodos FR507 en paralelo son suficientes, aunque creo que uno solo también serviría.

el 5908 es para el frenado?

No, el 5908 es de protección del/los mosfet.
Para el frenado, tienes que conmutar los relay de tal manera que se produzca un corto circuito en los cables que van o alimentan el motor.
Durante el frenado, el motor se convierte en generador y cortocircuitando sus cables se produce un frenado importante. Ojo que el frenado no es total, y es más efectivo cuanto más rápido gira el motor

A los tr 337 que actian los relés debería colocarles resistencias de pull down, verdad?

En tu caso no es necesario, ya que el propio microcontrolador conecta las resistencias de 4K7 a masa, actuando estas de pull-down cuando el transistor debe estar desactivado.
De todas maneras si deseas asegurarte la bocha y conectar una resistencia de 1K en pull-down no afectaría en nada el desempeño final del circuito.

Espero haber sido claro en la explicación.  :?

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Picuino en 23 de Septiembre de 2014, 06:46:49
Este hilo estaría muy bien en el nuevo apartado que se creó hace poco:

Electrónica de potencia: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?board=66.0

Saludos.
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 23 de Septiembre de 2014, 09:19:19
Hola elgarbe, iremos por partes:

Bien, una duda más, o dos.

Definitivamente no sabes contar. Son cuatro dudas  :D  :D  :D un simple chiste para amenizar el sermón que viene a continuación.

Tendré que poner alguna red snubber en los contactos del relé? los motores son de 8A nominales y 24V. En vacío consumen 1.5 o 2A, pero en carga normal estimo que van a rondar los 5A. Conmutar esa carga en DC con contactos no los terminará estropeando?

Por supuesto, a la muyyyyy larga los termina estropeando, puedes colocarle una red, pero la opción más sencilla es no conmutar los relay's mientras el mosfet tenga señal de PWM, o lo mejor es hacer la conmutación cuando sepamos que el motor está detenido, por lo tanto. Cortas las señal del PWM, conmutas los relay's y continúas con la señal de PWM, de esta manera los relay no ven circulación de corriente (cuando el motor está detenido) o muy poca circulación (cuando cortas el PWM sin esperar la detención del motor).

De todas maneras una red snubber para un relay en contínua es solo un condensador de 0.22 o 0.47 uF en paralelo con los contactos del propio relay.

Otra cosa que habia visto para los puentes con relés son los diodos en antiparalelo con cada contacto, como los de free wheeling del pte H con mosfet.
En este caso no son necesarios?

Los diodos en anti-paralelo que tú comentas (en realidad son en anti-serie) son reemplazados por el 5908, este diodo puede ser cualquier diodo rápido de unos 100V 8A para tu caso. Un par de diodos FR507 en paralelo son suficientes, aunque creo que uno solo también serviría.

el 5908 es para el frenado?

No, el 5908 es de protección del/los mosfet.
Para el frenado, tienes que conmutar los relay de tal manera que se produzca un corto circuito en los cables que van o alimentan el motor.
Durante el frenado, el motor se convierte en generador y cortocircuitando sus cables se produce un frenado importante. Ojo que el frenado no es total, y es más efectivo cuanto más rápido gira el motor

A los tr 337 que actian los relés debería colocarles resistencias de pull down, verdad?

En tu caso no es necesario, ya que el propio microcontrolador conecta las resistencias de 4K7 a masa, actuando estas de pull-down cuando el transistor debe estar desactivado.
De todas maneras si deseas asegurarte la bocha y conectar una resistencia de 1K en pull-down no afectaría en nada el desempeño final del circuito.

Espero haber sido claro en la explicación.  :?

Un saludo.

Atte. CARLOS.



Carlos, muchas gracias por el tiempo dedicado. Ya esta todo bien claro. Voy a dejar este puente H para otro proyecto (un segway) que requiere arranques e inversiones de marcha muy rápidos para mantener el equilibrio y en la silla voy a cambiar de diseño al que me estás sugiriendo. El uso de relés nunca me convence, pero debo reconocer que hay miles de aplicaciones donde los relés simplifican y funcionan sin ningún tipo de inconvenientes. Y evidentemente este es uno de esos casos.

Nuevamente gracias, en breve subiré mi nuevo esquemático y el ruteo. Aunque en este post, seguiré trabajando con el puente H con mosfet canal N ya que será parte de otro proyecto.

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 23 de Septiembre de 2014, 09:43:52
Este hilo estaría muy bien en el nuevo apartado que se creó hace poco:

Electrónica de potencia: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?board=66.0

Saludos.

totalmente de acuerdo. no se si un moderador puede mover el hilo completo...

Saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 23 de Septiembre de 2014, 11:40:48
Hola a todos. A pedido de Picuino que a puesto cartelitos como este por todo el foro  :D  :D

E movido el tema a Electrónica de potencia.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 02 de Octubre de 2014, 11:47:44
Hola elgarbe, ya que tienes tantas ganas de estudiar, pues te dejo este esquemita, ya me comentarás y preguntarás tus dudas:

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=42862.0;attach=22610;image)

Espero te guste.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Con este circuito y tal como está, puedes hacer uso del freno motor (otra ventaja del mismo). Te dejo pensando  ;-)


Carlos, una duda, el uso del BC558 y no otro BC327, a que se debe? al hfe más alto del 558?

saludos!
Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 02 de Octubre de 2014, 22:50:55
Hola elgarbe, no se debe en nada en particular, cualquiera de ambos dará el mismo resultado, sencillamente puse 548 por una cuestión de costumbre, nada más. Lo mismo pasó con el 558

Eso sí, los 327 esos sí que no son reemplazables, deben ir esos por su capacidad de corriente, ya que el 558 con solo 100mA es muy probable que se termine destruyendo. Ya que para realizar la carga y descarga del gate circularán corrientes superiores a los 100mA por cada mosfet que halla conectado.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re: Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elfrancho en 08 de Enero de 2016, 01:33:07

(https://farm6.staticflickr.com/5556/15126230558_98d93971b7_z.jpg) (https://flic.kr/p/p3DTmA)


Hola elgarbe !! muy bueno el proyecto me he leído casi todo, me preguntaba que metodo usas para hacer los PCB?

Saludos !
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 11 de Enero de 2016, 11:11:42
Es todo fotoimageable.

El PCB se lamina con un fotopolímero (similar al que venden en mercadolibre o los chinos). Luego se hace un buen fotolito, se expone a luz ultravioleta, se revela y listo.
La máscara también es fotoimageable y se hace de la misma forma.

Saludos!
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: rafaelrg06 en 20 de Enero de 2016, 17:23:19
Hola elgarbe:
Te escribo porque necesito un poco de ayuda. estoy haciendo un proyecto muy similar al tuyo (diría que prácticamente lo mismo), es decir, controlar los motores de una silla electrica (de ruedas), pero estoy enfrentando algunas dificultades y necesito que por favor me ayudes.
La primera diferencia es que para manejar a los motores tengo un driver, en este caso el ir2110, y los transistores son BUZ111S. Los motores, por lo que veo son similares a los que tienes (que creo que son de 250 w).
¿Tienes algún plano en el que se encuentre estos drivers?, o por lo menos el plano que usaste en tu silla (en caso que no dispongas de otro)
La segunda pregunta es la siguiente:
El microcontrolador que tengo pensado para este proyecto es un 16f887, el mismo posee control mejorado de modulación de ancho de pulso con hasta 4 canales, diseñado específicamente para el control de motores; esto está muy bien, el problema es: hay que controlar 2 motores, ¿como lo logras con 1 solo PIC?, ¿o hay que usar 2 microcontroladores, o hacer todo por software?, Yo programo con CCS.
Cualquier ayuda te la voy a agradecer. Yo abrí un post al respecto, si lo deseas puedes responderme en el mismo.
Desde ya te doy mis saludos e invito a cualquier amigo que desee ayudarme.
Si lo desean puedo publicar el controlador que estoy diseñando para el mando y todo lo que he estado haciendo hasta ahora.
La silla, básicamente tiene un mando a bobinas, muy cómodo para trabajar con el conversor a/d del pic, además tiene un boton de on/off, 6 leds indicadores de carga de la batería y un boton de claxon. Lo que estoy preocupado es el tema de la potencia, porque no quiero dañar los drivers ni los transistores de salida porque son dificiles de obtener para mí (aunque transistores tengo un juego de repuesto).
Saludos.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: elgarbe en 21 de Enero de 2016, 13:29:37
Yo te sugiero que sigas los consejos de Chaly29 en este post y en este otro: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=43565.0

nunca he usado el IR2110, siempre he usado drivers transistorizados como los sugeridos por Carlos

A los motores hay que ponerles un encoder para tener realimentacion de la velocidad real de cada uno y un lazo de control (Tipo PID) para que giren a la velocidad deseada. Tu pones el set point de velocidad con el acelerador, el PID calcula el error de cada velocidad de cada motor, computa su algoritmo y te devuelve el PWM que le tienes que meter a cada motor para que vallan a la velocidad deseada.
Todo esto con un solo microcontrolador tiene ue ir bien. Solo necesitas 4 entradas externas para los encoder, 1 entada AD para el acelerador, 2 salidas PWM, un par de salidas para inversion de marcha de los motores con los Relés y luego los adicionales que comentaste, los led, etc.

Saludos!
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Arsenic en 16 de Julio de 2017, 04:25:50
Hola. He visto esquemáticos que contienen MOSFETs de control. Como se puede apreciar, éstos ya constan de un diodo de protección integrado. ¿Es absolutamente necesario colocar otro en paralelo además de ese?
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 16 de Julio de 2017, 11:56:35
Hola Arsenic, depende de la potencia de los mosfet que uses y del motor que desees controlar. Si el motor es relativamente chico y los mosfet son bien sobre dimensionados, pues no es necesario, ahora si los mosfet van medio "apretados" con el motor a usar, si es recomendable el uso de diodos externos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 17 de Julio de 2017, 18:41:00
Para que complicarse la vida ?
existe el CI IR2110 y muchos más muy baratos.

5V no son suficiente para controlar la mayoría de los Mosfet. Con más de 10A  se te quedará en la zona activa y arderá

28V en el Gate terminará perforando el circuito Gate-Source. Mucho más a frecuencias de varios kHz, donde tienes que sumar
las oscilaciones (Ringing) de la señal, y alfinal tendrás más de 30V de pico

Saludos,
Ledo
http://www.ledoelectronics.com (http://www.ledoelectronics.com)
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 18 de Julio de 2017, 13:10:22
Hola Ledo, no siempre es factible el uso de los driver para mosfet, uno de sus problemas en que no puede permanecer indefinidamente en posición ON el mosfet del ramal "alto" del puente H, otro es que para vos es económico y fácil de conseguir, estando en España, pero en América del sur no siempre es así.

Por otro lado, hay ocasiones que uno se decanta por lo seguro y robusto y no por lo tecnológico.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 19 de Julio de 2017, 09:30:36
Carlos,
Lo único razonable en tu comentario es que no puedas conseguir los chips.
Ah, y nunca necesitas conectar diodos en paralelos a un mosfet, a no ser que quieras trabajar por encima
de 100 kHz, ya que su único problema es que son un poco lento.

saludos,
Ledo
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 19 de Julio de 2017, 09:59:46
Hola Ledo, o sea que tu me dices que el IR2110 puede mantener indefinidamente el ramal HIGH en ON sin ningún tipo de problemas?

El diodo en paralelo no se usa para reducir la disipación térmica y la corriente sobre el propio mosfet? Más allá de tal como lo comentas, los diodos internos son lentos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Kid_Bengala en 19 de Julio de 2017, 13:49:29
Hola

Perdon que me intrometa  :P. Aunqu nunca aporte mucho al foro, si os suelo leer "en la sombra" para ver si aprendo algo, aunque el 95% de las cosas se me suele escapar  :oops:. Pero una duda que me ha parecido curiosa, Charly ¿por que el IRF3205 solo se pueden conectar 3 en paralelo? Pregunto desde la ignorancia, ya que no se si es alguna caracteristica de los mosfet, de este en concreto o alguna ley fisica de la electronica. Gracias

Saludos
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: KILLERJC en 19 de Julio de 2017, 14:24:21
Imagino que el se refirio a que con ese circuito driver solo 3 pueden ser conectados en paralelo, recorda que un MOSFET es como un capacitor que debes cargar, por lo cual no es tension lo que uno le da sino lo que intenta darle es corriente para acumular carga y que empiece a conducir.

Pensandolo como si fuera un capacitor, si tu driver solo puede dar un valor de corriente fijo. Y vos aumentas la capacidad, quiere decir que mas tiempo  vas a necesitar para que el MOSFET pase a estado de ON, los MOSFET tienen la caracteristica que la mayoria de la potencia disipada se encuentra en el proceso de conmutacion, mientras que cuando conduce la potencia (perdida en calor) del mismo es muy poca. En resumen estarias haciendolo sufrir mas al MOSFET por culpa de esto.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 19 de Julio de 2017, 17:22:47
Carlos,

No. El IR2110 pertenece a la familia de drivers sincrónicos, que necesitan de los
pulsos de entrada para generar el voltaje del driver de la parte alta.
Se pueden usar en continuo, si le añades una fuente aislada (solución cara)
o implementar un charge pump sencillo con un timer 555 como aparece en la pág. de aplicación
de International Rectifier.
Hay por lo menos medio centenar de drivers independientes (a partir de medio dolar), que pueden
funcionar en continuo.

Conectar diodos en paralelo a los Mosfets, para disminuir pérdidas de potencia, a baja frecuencia
tiene poco sentido. Sobre todo en un puente H, donde ellos conducen muy poco tiempo.

Se usan a alta frecuencia, para eliminar las pérdidas en conmutación, ya que el diodo parásito de cada
Mosfet tiene  un tiempo de recuperación entre 150 y 1000 ns dependiendo del modelo.
En cualquier caso, se deben usar Schottky, para garantizar anular el diodo parásito, o añadir un segundo diodo
en el Drain del Mosfet (ver single universal Mosfet / Igbt Switch en Inverters de http://www.ledoelectronics.com)
El uso de dos diodos disminuye las pérdidas en conmutación, pero aumenta las pérdidas en conducción.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Picuino en 20 de Julio de 2017, 10:10:12
El problema con los diodos lentos consiste en que tardan mucho tiempo en dejar de conducir. Durante una transición rápida, el mosfet contrario comienza a conducir y rápidamente aumenta mucho la corriente mientras el diodo contrario todavía no ha entrado en corte. El resultado es un cortocircuito. El límite estará en la corriente que conduzca el mosfet activado, decenas de veces mayor a su corriente máxima en continuo y las pequeñas inductancias parásitas.

Como esto solo dura unos nanosegundos, los componentes no se queman, pero sufren un estrés importante y se producen picos de tensión asociados que también sobrecargan.

No es recomendable que esos diodos conduzcan y si lo hacen, conviene diseñar transiciones lentas y poner una velita a San Joule para que no se queme nada ;-)

Un saludo.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 20 de Julio de 2017, 14:44:54
Yo, como no soy creyente, dejo tiempos muertos en todos mis diseños

saludos,
Ledo
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Picuino en 20 de Julio de 2017, 19:29:16
Joule es la medida de energía.

Los tiempos muertos en este problema no sirven de nada. El cortocircuito no se produce entre transistores, se produce entre transistor y diodo.

También depende de la forma de conmutar, porque el diodo no conduce si su transistor está activo.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 21 de Julio de 2017, 03:48:39
Puente H con carga RL alimentado desde fuente de voltaje E

Mosfets del brazo izquierdo: Q1 y Q2
Mosfets del brazo derecho: Q3 y Q4
D1,D2,D3,D4: diodos correspondiente a cada transistor


1. Conducen Q1 y Q4

2. Tiempo muerto. Conducen D2 y D3 a través de la fuente
de alimentación.

3.D1 y D4 están bloqueados. Entran a conducir Q3 y Q2.

4.Tiempo muerto. Conducen D1 y D4 a través de la fuente.

5.D2 y D3 están bloqueados. Entran a conducir Q1 y Q2.

etc, etc, etc.

Eso en conmutación simple. Si se usa PWM, tampoco hay problemas.

Luego, donde está el cortocircuito?. Yo no lo veo
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Picuino en 21 de Julio de 2017, 17:50:05
En ese esquema de conmutación los transistores conducen la corriente de los diodos y les "apagan", por lo que no se produce el efecto "cortocircuito" que comenté.

En este caso el problema con los diodos lentos consiste en que tardan en comenzar a conducir y se pueden producir sobretensiones momentáneas.
Para evitar ese efecto no deseado es mejor poner en paralelo a los mosfet diodos rápidos, snubber y/o sobredimensionar la tensión máxima de los mosfet.
Al final lo mejor es poner diodos rápidos en paralelo a los mosfet. Es el mejor diseño y el más caro. Eso no significa que no funcione sin diodos rápidos. También funciona, pero peor.

Saludos.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 21 de Julio de 2017, 18:41:36
Sí, pero en ningún caso hay cortocircuito así que no hay que poner velas a nadie. Tampoco con los diodos rápidos.

Los diodos rápidos tampoco son ideales. Ellos suelen tardar entre 30 y 60 nS en recuperarse.

Incluso los más caros de SiC, comercialmente llamados sin tiempo de recuperación, necesitan algún tiempo mayor que cero.

Las Snubbers, como comentas, son una solución. En mi web pueden encontrar una calculadora javaScript para el cálculo de sus

componentes.

Saludos,

Ledo
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: KILLERJC en 21 de Julio de 2017, 20:01:44
Citar
Las Snubbers, como comentas, son una solución.

Para el apagado, pero en el encendido agrega un poco mas de corriente sobre el transistor.

Lo que siempre vi pero nunca probe es el "active clamping"
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Ledo en 21 de Julio de 2017, 20:20:07
No hay que olvidar, que los transistores tienen una capacitancia parásita entre Drain y Source,
que puede absorber los picos de voltaje, haciendo de snubber durante unos pocos nS.

El uso de diodos de recuperación cero (schottky de carburo de silicio) practicamente eliminan la necesidad
de snubbers, pero de momento son bastante caros.
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Pinolillo16 en 05 de Enero de 2019, 05:20:24
Hola Carlos seguí el circuito y funciona bien a 24 V, pero en 48V se me calienta y quema el mosfet que me recomiendas hacer...?..
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 07 de Enero de 2019, 15:43:18
Hola Pinolillo16, pues bien pocos datos me das. Que tipo de carga usas (resistiva, inductiva o capacitiva), que corriente exige esa carga, que mosfet estas usando, que disipador le aplicas, que frecuencia de PWM usas, etc.

Pasa más datos y trataré de responderte.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Pinolillo16 en 07 de Enero de 2019, 22:26:12
Gracias Carlos por la respuesta, mira usaba exactamente los mismos valores que propones, es un circuito donde vario la frecuencia y el periodo. La frecuencia va de 15 a 30 khz. Regularmente se usa mas a 20khz. Los mosfet que utilice en primera instancia son IRF3205 de la misma manera que lo proponias coloque dos, pero sucede que se me quemaban con un motor DC que consume 8A. Los cambie por dos IXFH340N075T2. Con la misma logica de tu circuito intente maejarlo a 48V cambiando los transistores por 2N5551 y 2N5401 respectivamente pero no me daba buenos resultados. Sera posible que me heches una mano?

Gracias
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 09 de Enero de 2019, 14:06:49
Hola Pinolillo16 acá te paso un circuito nuevo:

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Trata de respetar los valores y tipos de componentes.

C74 y C30 deben de estar lo más cercano posible a Q70
La distancia entre la unión de los emisores de Q70 y Q72, y el GATE del mosfet debe de ser la menor posible.
R1 debe de esta siempre lo más cerca posible del GATE del mosfet
D1 y Q1 sin dudas deberán estar montados sobre disipador.
Con solo 1 mosfet de salida debería de ser suficiente.

Este circuito es para mayores frecuencia y posee tiempos de respuestas muchos más bajos que los del circuito anterior, por lo que ya con el uso de este circuito tu mosfet debería de calentar mucho menos. Por supuesto lo anterior es si respetas los valores y tipo de componentes.

Igual debes de tener en cuenta que a mayor frecuencia de PWM mayor calentamiemto del mosfet y del diodo D1, esto siempre será así.

Espero te sea de ayuda. Y comenta los resultados.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Pinolillo16 en 10 de Enero de 2019, 23:18:42
Nombre Carlos te volaste, funciona de maravilla ni se calienta el Mosfet, probe con un MUR820 que era el que tenia a la mano y funciono bien.  :-/   :-/  de antemano muchas gracias, una duda mas podeis explicarme como es que puedo obtener los valores y/o componentes necesarios para hacer funcionar un mosfet? O que valores son los que se toman en cuenta?

Muchas muchas gracias...
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 11 de Enero de 2019, 07:27:11
Hola Pinolillo16, me alegra que funcionara. :mrgreen:

Con respecto a la pregunta que haces, pues todo dependerá de la función que cumpla el MOSFET. Ya que este, tal como cualquier transistor del tipo BJT puede cumplir un sin número de funciones dentro de un circuito y por tal motivo existen muchas configuraciones a realizar, según sean estas configuraciones serán los valores de los componentes aledaños.
No es posible generalizar estos valores porque son muy distintos de una función a otra.

Como ejemplo, puedes observar que entre ambos circuitos que e pasado en este tema, los valores de los componentes varían de manera significativa, y eso que ambos circuito realizan casi la misma tarea.

Espero te sea de ayuda.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Pinolillo16 en 11 de Enero de 2019, 18:22:50
Carlos nuevamente gracias, estoy en la etapa de diseño de la PCB en cuanto la tenga subo fotos para que veas como quedo. Durante el proceso de busqueda de información encontre varios circuitos para cargas grandes, y quisiera saber que bibliografia me recomiendas para alimentarme del tema de control de motores DC de alta potencia.

Muchos de los circuitos ponen mosfets en paralelo, como en este video:



La segunda pregunta: Como puedo implementar un circuito similar con al menos unos 8 IRF3205?

Saludos
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Picuino en 11 de Enero de 2019, 19:09:24
Nombre Carlos te volaste, funciona de maravilla ni se calienta el Mosfet, probe con un MUR820 que era el que tenia a la mano y funciono bien.  :-/   :-/  de antemano muchas gracias, una duda mas podeis explicarme como es que puedo obtener los valores y/o componentes necesarios para hacer funcionar un mosfet? O que valores son los que se toman en cuenta?

Muchas muchas gracias...
¿Tienes alguna duda en concreto?
Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: Chaly29 en 17 de Enero de 2019, 10:39:03
Hola Pinolillo16, pues esta ves deberás disculparme, ya que no poseo ni conozco bibliografía como para poder recomendarte sobre este tema. Lo que se lo tengo por experiencia.  :?

Con respecto a usar 8 IRF3205 en paralelos, pues el circuito es básicamente el mismo, así tal como se encuentra puedes comandar 4 mosfet sin problemas, por supuesto deberás de usar una resistencia de gate por cada transistor, lo demás permanecería igual
Para el uso de 8 mosfet, pues yo duplicaría el circuito desde Q70 y Q72 hacia la salida, y luego usaría por cada circuito 4 mosfet. Recomendaría reducir el valor de R51 a 2K2.

Espero te sea de ayuda.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Título: Re:Diseñando un Puente H con Mosfet N
Publicado por: cristian_elect en 18 de Enero de 2019, 00:27:24
Por que tantos mosfet en paralelo cuanto consume tu motor. Todos los circuitos de control de motores tiene control de corriente y limitador de corriente.