Autor Tema: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica  (Leído 55245 veces)

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Desconectado Picuino

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #60 en: 17 de Octubre de 2014, 04:24:00 »
Un diodo SF164 en esa aplicación puede llegar a conducir los 10A, pero por periodos muy cortos de tiempo (hablamos de useg) por cada ciclo OFF del PWM por lo que en el peor de los casos disipa una terrible potencia de 1W y hablando muy locamente 1.5W. No calienta ni estando sin disipador. E visto con esa corriente y en esa posición diodos de encapsulado plastico que ni entibian, es casi imperceptible su elevación de temperatura.

Un mosfet  NTD4906NAT4G tal como mencionas y cualquier mosfet. En esa aplicación, conduciendo 10A en un ciclo PWM y sin disipador, te aseguro que no dura ni 10 segundos antes de que explote.
Acordate que el mosfet no es perfecto en su conmutación ON/OFF y antes de llegar a los estados extremos, pasan por su zona lineal, este paso te aseguro que hace estragos con las perdidas de potencia y como este paso lo hace por lo menos 40000 veces por segundo, si no le pones disipador te aseguro que esos 10A en 2 o 3  segundos tienen listo el mosfet para hacer huevos fritos  ;-) :D
El mosfet NECESITA disipador.
Mas halla de lo anterior!! Recomendar un mosfet para 30V y en encapsulado D-pak?! Si a ese mosfet lo quemas con solo enchufar el cargador para recuperar las baterías...

Sin animos de ofender a nadie, por supuesto.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Carlos, en este tema, como en todo, los resultados dependen de los parámetros.
Comentas que el mosfet se calienta en las conmutaciones. Es cierto, pero ¿cuánto se calientan?. Depende de la frecuencia, de la corriente, de la velocidad de conmutación, de la tensión, etc.
Si no hay datos concretos no se puede decir cuántos grados se calienta el mosfet.

Lo que sí te puedo decir es que hay muchas aplicaciones donde se utilizan esos transistores con grandes corrientes, sin que apenas se calienten. Los diodos, en general, tienen mayor caída de tensión que los mosfet y por eso en grandes corrientes tienden a calentarse más.

Los ESC (controles de velocidad para motores brushless de radiocontrol) manejan sin dificultad 30 amperios.
Un ESC de ese tipo apenas se calienta al manejar 10 amperios, que es el caso de este motor.
Los transistores que incorpora este tipo de placas son en ocasiones más pequeños aún que el que yo he recomendado.

Esta es una placa ESC por el lado de los transistores:


Saludos.
« Última modificación: 17 de Octubre de 2014, 14:04:13 por Picuino »

Desconectado elgarbe

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #61 en: 17 de Octubre de 2014, 13:29:32 »
...
Los ESC (controles de velocidad para motores brushless de radiocontrol) manejan sin dificultad 30 amperios.
Un ESC de ese tipo apenas se calienta al manejar 10 amperios, que es el caso de este motor.
Los transistores que incorpora este tipo de placas son en ocasiones más pequeños aún que el que yo he recomendado.

Esta es una placa ESC por el lado de los transistores:


Saludos.

Mi hobby es el aeromodelismo y uso muchos de esos ESC. Tené en cuenta que a esa foto le falta el disipador, todos los Esc llevan disipador y deben ser instalados de modo tal que el aire que la hélice mueve fuerze la refrigeracion del mismo.

Todo sabemos que los mosfet en encapsulados SMD se usan y mucho, pero como dijiste antes, hay que ver en que condiciones y calculando la potencia disipada. Seguramente debe haber algún mosfet en DPAK que sirva para este motor, pero me exigiría usar PCB en FR4 doble faz con vias y PTH para sacar el calor hacia atrás en los mosfet. Tengo un ESC para reparar y para desoldar un mosfet tengo que calentar todo el PCB muchísimo, ya que debajo del mosfet esta lleno de vias que conducen el calor...

Otra cosa importante que he visto mucho en mis productos es comparar la resistencia térmica (juntura - case) de distintos componentes. He visto transistores en DPAK que pueden disipar mas potencia que transistores TO-220 y esto es gracias que la R untura-case es muchísimo más baja. Pero son casos exepcionales.

En esta aplicacion no creo que sean necesarios muchos cálculos, fuimos tirando datos y validando mediciones y el mosfet no ha cambiado nunca. Lo que si tengo que decir es que, si esta circuito fuese para una silla comercial, entonces verificaría los componentes y haría más cálculos. En este caso, con verificaciones basadas en experiencia de otros ciruitos y algunos cálculos básicos me parece que es suficiente.

Saludos!
-
Leonardo Garberoglio

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #62 en: 17 de Octubre de 2014, 13:56:36 »
Es cierto que estos ESC utilizan disipador. Se fabrican así para que se pueda aprovechar al máximo el mosfet.
Por ejemplo un ESC de 30 amperios trabajando a 30 amperios, necesita disipador. Sin embargo ese mismo ESC trabajando a 10 amperios, disipará 9 veces menos y no le hará falta el disipador porque los transistores apenas se calentarán.
Un mosfet que apenas se calienta no necesita tener baja resistencia térmica.

Como dije antes, todo depende de los parámetros con los que trabajes.
En cualquier caso, el mosfet en encapsulado DPAK lo puse como ejemplo, se puede utilizar cualquier otro encapsulado.



Las vías en el PCB se colocan por dos razones:
Una de ellas es la que has comentado, para disipar mejor el calor.
La otra razón es la que comentaba en otro post Carlos. Para conducir 30 amperios hace falta mucha pista de cobre y muchas vías para que puedan transmitir toda la corriente sin quemarse.


La experiencia sirve para los montajes que ya se han hecho con antelación.
Si tienes el esquema de un proyecto similar para un motor de 10A nominal, 24 voltios, con 50A de corriente de pico, lo más fácil es copiarlo.
Si no tienes un montaje similar y quieres traspasar los componentes de otro montaje sin hacer cálculos, te arriesgas a que no valgan.

Las fórmulas para calcular el calentamiento de los mosfet son 2 y son sencillas.

Saludos.


« Última modificación: 17 de Octubre de 2014, 13:59:40 por Picuino »

Desconectado Picuino

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #63 en: 17 de Octubre de 2014, 14:02:16 »
No consigo encontrar en el hilo el mosfet que estás usando.

Saludos.

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #64 en: 17 de Octubre de 2014, 14:12:43 »
He encontrado en otro hilo al que haces referencia un esquema con el mosfet IRF3205.

Este mosfet está bastante bien, no me extraña que no te dé problemas:

   Id   = 80 Amperios
   Vds = 55V
   Rds = 8 m Ohm

   El tiempo de conmutación es menor de 100ns

   Rjc = 0.75 ºC/W    junction-case
   Rja = 60   ºC/W    junction-ambient

Saludos.

Desconectado elgarbe

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #65 en: 17 de Octubre de 2014, 14:13:52 »

Carlos, leí varias veces los consejos y los tomo a todos. Los capacitores los colocaré, los relés serán de automovil (mi viejo, electricista del automotor, me dijo lo mismo, porque no ponia esos relés afuera de la placa y listo). Los diodos voy por los SF164 y los mosfet son los IRF3205, de lo mejor que vi en elemon.

Lo que me faltaría decidir es si mosfet+diodo los pongo en el PCB o los pongo en un disipador aparte, cerca de los relés....

Saludos y gracias!

estaba medio escondido  :oops:

sds!
-
Leonardo Garberoglio

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #66 en: 17 de Octubre de 2014, 22:34:10 »
Hola Picuino, recomendé esos mosfet, precisamente porque los uso en mucha cantidad y los conozco bien, en las ya mencionadas plaquetas de los climatic y en amplificadores de audio-car.

En estos últimos realmente van, en algunos casos muy exigidos. Todos estos amplificadores trabajan (el inversor) con frecuencias de conmutación rondando los 40 KHz, en algunos casos tienen corrientes de consumo "normales" de más de 100A (para sonidos medio y agudos) y corrientes picos de 400A o 500A (cuando se produce un golpe de bajos) y si bien no es solo un mosfet el encargado de controlar toda esa corriente, nunca e visto que sean más de 16 en total. Controlando cada uno intensidades de más de 60A en algunos casos.

elgarbe, el circuito driver de los mosfet que te e pasado es el usado en estas potencias (en las más viejitas) que funciona muy bien, con unas pequeñas reformas para adaptarlo a tus necesidades, y es un poco más sencillo de implementar que el de las potencias más nuevas. Funciona perfectamente con frecuencias de hasta 50KHz y diría que más, pero a mayor frecuencia las perdidas ya pasan a ser muy importantes. Es por todo lo anterior que te e recomendado ese circuito.

Un saludo a todos.

Atte. CARLOS.

La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #67 en: 18 de Octubre de 2014, 05:14:03 »
Charly:
Es un mosfet que se ajusta muy bien al motor.
Con 8 amperios nominales, apenas se calentará y por otra parte es capaz de entregar sin problemas los 54 amperios de corriente de arranque.
Además los conoces y sabes que tienen buen rendimiento.


elgarbe:
Para controlar corriente tienes dos métodos. El más sencillo para tí creo que será medir directamente la corriente con una resistencia baja (pueden valer las mismas pistas del circuito impreso) y amplificar la señal con un amplificador diferencial.

Saludos.

Desconectado elgarbe

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #68 en: 18 de Octubre de 2014, 10:47:44 »
...
elgarbe:
Para controlar corriente tienes dos métodos. El más sencillo para tí creo que será medir directamente la corriente con una resistencia baja (pueden valer las mismas pistas del circuito impreso) y amplificar la señal con un amplificador diferencial.

Saludos.

Para la corriente use y me gusto mucho el INA219 http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=42261.msg351778#msg351778

Los amplificadores diferenciales y medir con el ADC y el ruido y la presicion, etc no son (TAMPOCO) mi fuerte...

El shunt vi unos muy pero muy lindos en digikey, cuando pueda hacer un pedido me voy a traer un par para este tipo de aplicaciones.

La otra que se me ocurre sería poner un shunt tipo alambre y no esperar medir la corriente con presicion, sino medir que la ccorriente superó un límite, si la corriente límite es muy alto podría usar hasta un sensor hall: http://www.servisystem.com.ar/foro/viewtopic.php?f=25&t=138&start=10#p1008

sea como sea, con que pase la exposicion sin quemar nada, por este año, me conformo!

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #69 en: 18 de Octubre de 2014, 11:39:19 »
Bueno, con ese circuito puedes medir corriente muchísimo mejor.

Te recomiendo que midas la corriente en analógico. Así podrás controlar el motor.
El otro método es demasiado basto para esta aplicación.

Ahora necesitas un shunt de 10 amperios y 0.01 ohmios.

Una pista de 4mm de ancho y 40mm de largo y 35um de espesor tiene una resistencia aproximada de 5miliohms y te podría servir de shunt.

Saludos.

Desconectado elgarbe

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #70 en: 19 de Octubre de 2014, 12:06:24 »
Bueno, hemos tenido que tomar una desicion radical para ir cerrando el proyecto, la mecánica ya casi esta lista y vamos a tener que empezar con las pruebas eléctricas a 3 semana de la expo...

Decidimos sacar los mosfet, diodo U F R y relés fuera de la PCB. Sino, no terminaba mas el diseño y no podia empezar con la construccion. Montaremos todo en una placa plana de aluminio, de 5mm de espesor y unos 100x200mm, estará al aire libre, por lo que no tendría que calentar.

Tengamos en cuenta que la silla la vamos a mostrar en una superficie bien lisa, tendrá muchos arranques y paradas, pero no haremos mas que un par de metros en cada direccion...

Agregamos los capacitores. En smd tengo 220pF, 47nF y 100nF. Estimo que arrancaremos probando con 220pF. Esta semana si hacemos compra en elemon, voy a pedirme unos de 1nF y 10nF que nunca tengo en SMD....

Beuno, el esquemático queda así entonces:



y el PCB



Saludos!
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Leonardo Garberoglio

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #71 en: 19 de Octubre de 2014, 15:40:49 »

Desconectado MerLiNz

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #72 en: 19 de Octubre de 2014, 16:30:08 »
PCB Toolkit
http://www.saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm

Es de lo mejor para hacer una PCB, tiene para calcular todo lo necesario, y encima, ES GRATIS xD

Desconectado elgarbe

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #73 en: 19 de Octubre de 2014, 16:30:56 »
Coincido con que "parecen", pero fijate:



y mis pistas son de 20mils... configuré bien los parámetros?

Lo que sí tenia ganas de hacer es aumentar la pista de +12V ya que va recorriendo toda la placa, llevarla a 25 o 30mils

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

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Re: Puente H con Mosfet y Relé - Silla de ruedas eléctrica
« Respuesta #74 en: 19 de Octubre de 2014, 18:27:09 »
En la casilla de corriente has puesto 1.5 amperios.
20 mils es estrecho para 8 Amperios.

Un saludo.