Autor Tema: driver para mosfet de tipo canal P  (Leído 18443 veces)

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Desconectado mak_paint

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driver para mosfet de tipo canal P
« en: 25 de Octubre de 2016, 17:26:03 »
buenas a todos, un saludo y me presento mi nombre es Midian de Venezuela soy mecánico de profecion y la electrónica me gusta asi q trato de aplicarla a mi oficio, este tema e abierto para buscar ayuda en dudas que tengo con respecto a mosfet,   tengo un proyecto es un termostato digital que opera con un un PIC18f me a quedado muy bueno y manejable, muestra en un display 7 segmentos (multiplexado) la temperatura en que esta sometida una sonda que no es mas que un sensor lm35 encapsulado (quizás luego lo sustituya por un termistor por razones de precisión), y toma una decisión, dependiendo de parámetros que el mismo usuario puede introducir, por medio de dos botones; se enciende  una salida de PWM al cumplirse   el primer parámetro y sí, el segundo parámetro se cumple el PWM llega a un duty del 100%, es decir si se introdujo en el parámetro LO(nombre que le di al primer parámetro) un valor de 90ºC y al parámetro HI (el segundo de ellos) 95ºC entonces el pic  encenderá una salida PWM al 50% del duty al llegar a 90ºC y de cumplirse el segundo se incrementara gradualmente hasta el 100%, un tercer parámetro  de nombre OFF sirve para apagara esta salida de cumplirse , si se le introdujo 89ºC entonces se apagara al alcanzar eta temperatura, ahora como ya deben imaginar la salida debe controlar un electro ventilador, y lo que estoy censando es la temperatura de aceite de mi carro que uso en pikes de 1/4 de milla, el auto tienen un arreglo q lleva el aceite del motor atravez de un pequeño radiador y este electro debe enfriar el aceite de alcanzar las temperaturas   escojidas... ahora bien la parte q me confunde es  el circuito driver del mosfet en mi caso es de canal P ya que el motor del ventilador esta con un polo a masa y el otro es el que controlare por medio del mosfet, lo segundo es el circuito que protege el fet de los voltajes generado al swichar cargas inductivas, e leido sobre el diodo en los polos del motor freewheeling pero no lo puedo implementar de esta forma quiero que el sistema de protección este en los polos del fet e leido sobre los circuitos snubber pero es difícil calcular la resistencia y filtro a usar también e leído sobre el diodo sener de potencia entre las terminales DyS del fet pero no creo poder conseguir un diodo de este tipo en mi pais, asi que por eso pido opinión de ustedes.. el mosfet que pensé en usar es un IRF4905, el ventilador es de 10A nominales de 12V y en arranque e testado picos de hasta 28A, también  e de implementar el termostato en el control de la temperatura del agua del auto, en este caso debo controlar 3 de estos ventiladore, pense en usar el mismo mosfet en un arreglo en paralelo unos 3 o 4  de ellos, que opinan?... si necesitan información especifica para ayudarme mencionen la para responderlas, gracias, espero se entendió mi proyecto.
« Última modificación: 25 de Octubre de 2016, 17:40:16 por mak_paint »

Desconectado mak_paint

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #1 en: 26 de Octubre de 2016, 15:10:59 »
si uso este driver que diseño picuino con la diferencia de usar transistores tip122 podria alimentar los un arreglo de 4 mosfet irf4905 en paralelo.?

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #2 en: 26 de Octubre de 2016, 18:25:05 »
Que tal mak_paint,

El driver que propones es correcto. Yo te recomiendo usar transistores de pequeña señal como los que aparecen en el esquemático. Si no los puedes conseguir los puedes sustituir por otros, tales como el BC548, 2N2222, 2N3904.
Los transistores TIP122 son del tipo darlington, pero internamente tienen un juego de resistencias, eso altera el circuito, tendrias que reanalizarlo para ver si realiza la misma función.
La ventaja de los MOSFET es que estos se disparan o se manejan con voltaje en el Gate a diferencia de un BJT que es por corriente en la base, asi que mientras tengas el voltaje correcto en el gate, podras disparar los 3 o cuatro transitores en paralelo como lo deseas.

Elreypic.

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #3 en: 26 de Octubre de 2016, 22:01:06 »
Hola mak_paint, si bien lo que dice el colega elreypic2 no es completamente incorrecto, pues hay muchos puntos que están equivocados.

Si bien el driver del esquema puede funcionar, pues tiene varios errores. Falta la resistencia de gate, esta debe de tener un valor de 47 ohms (entre 22 ohms y 100 ohms).
R2 debe de ser de 1K y no de 10K. Y C1 no tiene sentido de ser.

Un driver más adecuado para lo que deseas, sería el siguiente:


* Driver P.png
(1.95 kB, 368x335 - visto 3551 veces)


Y aunque es muy parecido al anterior, pues tiene sus buenas diferencias.

Por otro lado, es posible el uso de los TIP122, pero no lo recomendaría por su alta capacitancia, interna. Si puedes usar los que te recomiendo en el circuito sería lo ideal, con los valores que propongo puedes colocar hasta 6 mosfet en paralelo.

De no conseguir esos transistores, puedes usar cualquiera con una ganancia (hfe) de 100 o superior, que soporte por lo menos 30V y una corriente mínima de 1A (250mA por cada mosfet colocado en paralelo).

Otro circuito también muy bueno (creo que mejor), es el siguiente:


* Driver P2.png
(1.78 kB, 385x426 - visto 2949 veces)


Ambos poseen y necesitan componentes de características similares.
Y no, no puedes usar transistores de baja señal (BC337, BC548, etc.) para los transistores de salida del driver que deseas realizar.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

« Última modificación: 26 de Octubre de 2016, 22:12:35 por Chaly29 »
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:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #4 en: 26 de Octubre de 2016, 23:48:44 »
gracias, elreypic2 y el amigo chaly29, gracias... si como comenta elreypic2 se q los mosfet se disparan con voltaje y no corriente pero como explica chaly29 se necesita cierta corriente para que se llegue rápidamente al estado de saturasion, ¿correcto?.... por eso pence en el TIP122 por q puede alimentar hasta 5A si no me equivoco, pero ambos me han recomendado q no lo use así que no lo haré, ahora le pregunto solo para entender algo, al amigo chaly29 estamos desechando el TIP122 por que contienen un arreglo interno que produce mucha capacitancia o resistencias o X, que tal seria si en el circuito que propones , si se sustituye en Q3 por un 2n3904 y en Q2 por un TIP32, el cuan alimenta hasta 3A pero no tiene el hfe de 100 que recomiendas creo que para este  transistor la típica ganancia es de 40, tendria que colocar una resistencia menor en R2 cierto?... gracias nuevamente :)
« Última modificación: 27 de Octubre de 2016, 00:52:37 por mak_paint »

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #5 en: 27 de Octubre de 2016, 01:02:01 »
Hola mak_paint, no se por que deseas tanto amperaje a los transistores, ya que no es necesario. Pero igual te responderé.

El TIP122 no es que no sirva, de hecho, si tu PWM es de baja frecuencia (<5KHz) no debería tener problema. Para frecuencias mayores el problema que posee es su capacitancia interna (lentifica todo), no las resistencias ni ninguna otra cosa, lo que si puede empeorar las cosas un poco es su caída de tensión que por ser darlington será de aprox. 1.4V, pero no se asta que punto.

Los mosfet se controlan por tensión, pero como estamos con un PWM al momento de los flancos, la intensidad de gate posee picos de Vgate/Rgate=Igate. Y cuando estos flancos se repiten de a miles por segundos, pues ya hay que tenerlos en cuenta.

Reemplazar BC548 por 2N3904, no hay problema, debería de funcionar perfectamente, aunque el BC548 posee mejores características.

Si deseas usar el TIP32 (en el segundo circuito) hay que reemplazar R2 por una resistencia de 120 ohms 2 W, y al manejar tanta intensidad aparte de la enorme perdida de potencia la conmutación se lentifica, por lo que estas obligado a usar  frecuencia de PWM menores a los 10KHz. Calentarán más los mosfet. Necesitarás usar si o si en Q3 el BC337. Y todo esto para no conseguir absolutamente ningún beneficio y crear muchas limitaciones.

No des más vueltas (sin ofender), lo que te recomendé funciona bien y está muy bien probado.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #6 en: 27 de Octubre de 2016, 01:30:32 »
muchas gracias de nuevo, chaly29 claro que acepto el consejo, solo q deseaba preguntar para aclarar las dudas y saber de donde provienen los cálculos la idea no es solo la ayuda que me ofrecen en un momento de terminado sino entender para poder hacer las cosas por cuenta propia y ayudar cuando me  toque a otros...

Desconectado mak_paint

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #7 en: 27 de Octubre de 2016, 10:55:01 »
chaly29 3 preguntas, la primera, la resistencia R2 supongo que esta calculada para la correcta conmutación de Q2, pero cuando, Q3 (segundo circuito) esta en saturación, no queda chica R2, recuerda que el en mi diseño no todo el tiempo estará en PWM, de cumplirse el parámetro "Hi" la salida del PIC se mantiene en estado alto por tiempo indefinido hasta que se enfrié, el aceite o agua y la corriente del auto es como fuerte ¿no?... la segunda pregunta es que circuito de protección contra las cargas inductivas me recomiendas teniendo en cuenta que lo quiero hacer entre los polos del mosfet y no en los polos del motor....   la tercera, supongo que Q3 se puede sustituir con un octoacoplador, por si una falla proteger el PIC...
« Última modificación: 27 de Octubre de 2016, 11:08:31 por mak_paint »

Desconectado Chaly29

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #8 en: 27 de Octubre de 2016, 21:24:20 »
Hola mak_paint.

la resistencia R2 supongo que esta calculada para la correcta conmutación de Q2, pero cuando, Q3 (segundo circuito) esta en saturación, no queda chica R2, recuerda que el en mi diseño no todo el tiempo estará en PWM, de cumplirse el parámetro "Hi" la salida del PIC se mantiene en estado alto por tiempo indefinido hasta que se enfrié, el aceite o agua y la corriente del auto es como fuerte ¿no?...

R2 esta calculada para que Q2 entre en saturación para las intensidades manejadas.
Y no, no queda chica, es lo que se necesita, y mas chica aun cuanto menos ganancia tengan los transistores que deseas usar, por eso te e recomendado los BD. Y por eso el comentario de las altas perdidas de potencia.

la segunda pregunta es que circuito de protección contra las cargas inductivas me recomiendas teniendo en cuenta que lo quiero hacer entre los polos del mosfet y no en los polos del motor....

El mosfet ya posee internamente la protección que necesita. Y si o sí debes de colocar una protección el paralelo al motor, o sea un diodo en inversa, esto no lo puedes eliminar.
Esto es así porque al momento de cortar la alimentación al motor, este se comporta como generador, y debes de evitar que la tensión generada por este llegue al resto del circuito. Por lo tanto, por más encaprichado que estés, el diodo en paralelo al motor debe de estar (no es necesario que esté junto al motor) y este diodo debe de poder soportar una intensidad igual o superior a la corriente nominal que consume el motor a máxima velocidad.

la tercera, supongo que Q3 se puede sustituir con un octoacoplador, por si una falla proteger el PIC...

No, no se puede cambiar por un opto, o por lo menos no por un opto común. Debes de usar un opto de alta velocidad (costoso, incluso más que el PIC) con circuitería extra.
Y no tiene sentido proteger al PIC, ya que ante una quemada de los mosfet, la tensión no llegaría al PIC, pero si igual posees dudas, pues con un simple zener de 5.6V, ubicado cátodo a la salida del PIC y ánodo a masa , sería suficiente.

Un saludo.

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:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #9 en: 28 de Octubre de 2016, 00:20:50 »
saludos chaly29, no es capricho el buscar alternativa al diodo en los polos del motor, es solo que existe la posibilidad de hacer del termostato algo que se pueda vender en este caso seria inpractico que las personas deban desarmar la instalación de sus ventiladores y colocar esta diodo... que opinas de los circuitos snubber resiistencia y condensador o los sener entre D y S.... y gracias por las explicaciones y el tiempo q te tomas para dedicar a este espacio, por cierto cuando me referia a que R2 quedara chica es por que al entrar en saturacion Q3 obvio la corriente caería a masa con solo esa 470ohm de resistencia en medio seria casi un corto circuito,  o estoy errado...
« Última modificación: 28 de Octubre de 2016, 09:57:09 por mak_paint »

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #10 en: 28 de Octubre de 2016, 10:03:03 »
El diodo de Freewheeling o flyback debes colocarlo entre el drenador del mosfet y la masa:


Puedes hacerlo en tu placa, no es necesario hacerlo en el motor. Eso sí, la conexión a masa de tu placa debe ser buena, para que aguante la corriente del motor.

El driver que posteaste en el primer mensaje, mak_paint, es un driver pensado para hacer un PWM barato y sencillo. Los componentes están afinados en un circuito real de pruebas y funciona bastante bien dado lo sencillo que es.
En tu caso sólo necesitas conectar y desconectar con lentitud (no necesitas PWM), por lo que puedes quitar el condensador, que sirve para acelerar el corte del transistor Q1.
Si mantienes los valores que he puesto en el circuito no necesitas resistencias de puerta en los mosfet, porque la polarización de los transistores ya limita su corriente máxima a unos 250mA. Esta corriente es suficiente para hacer una transición rápida sin que la corriente sea demasiado alta.

Otra solución que creo que deberías plantearte es utilizar un relé. Es más robusto y se adapta bien a lo que necesitas.

Un saludo.
« Última modificación: 28 de Octubre de 2016, 10:05:11 por Picuino »

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #11 en: 28 de Octubre de 2016, 10:13:47 »
Si quieres utilizar de todas formas el PWM para que el ventilador tenga varias velocidades, el driver no está pensado para atacar varias puertas de mosfet y no sé si será suficientemente rápido.
Eso depende del tiempo de ciclo que tengas. Te recomendaría utilizar un tiempo relativamente alto (frecuencias de conmutación bajas, del orden de pocos kHz).

En PWM tendrás el problema de ajustar la velocidad de conmutación del Mosfet. Si es lento, el mosfet se calentará. Si es rápido, los picos de corriente en la conmutación a encendido pueden quemar el mosfet.
Esto se debe a que al pasar el mosfet a conducción durante un instante el diodo seguirá conduciendo (hasta que complete su transición a corte) mientras el mosfet conduce. Esto provoca un pequeño cortocircuito en el paso a conducción que hay que intentar minimizar.

Ten cuidado con el diodo flyback. Es completamente necesario y tiene que ser de tipo rápido. Si no es así, puedes quemar el Mosfet (por la explicación anterior)

Aquí tienes una explicación extensa: https://www.fairchildsemi.com/technical-articles/Understanding-Diode-Reverse-Recovery-and-Its-Effect-on-Switching-Losses.pdf

Un saludo.

« Última modificación: 28 de Octubre de 2016, 10:18:42 por Picuino »

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #12 en: 28 de Octubre de 2016, 13:00:49 »
Hola mak_paint:

no es capricho el buscar alternativa al diodo en los polos del motor, es solo que existe la posibilidad de hacer del termostato algo que se pueda vender en este caso seria inpractico que las personas deban desarmar la instalación de sus ventiladores y colocar esta diodo...

Como ya te han comentado y te e comentado, no es necesario que dicho diodo esté al lado del motor, puede estar en la misma PCB del mosfet.

que opinas de los circuitos snubber resiistencia y condensador o los sener entre D y S....

Son buenas opciones cuando la aplicación es la correcta, pero este no es el caso, acá si o si debes de usar el diodo rápido. La red snubber es para alterna y el diodo transzorb (mal llamado zener) explotaría por la potencia que debería de soportar (solo para transitorios).

y gracias por las explicaciones y el tiempo q te tomas para dedicar a este espacio,

De nada.  ((:-))

por cierto cuando me referia a que R2 quedara chica es por que al entrar en saturacion Q3 obvio la corriente caería a masa con solo esa 470ohm de resistencia en medio seria casi un corto circuito,  o estoy errado...

No, ni cerca de ser un corto circuito, de hecho, es una resistencia de 470 ohms, un corto circuito sería 0 ohms o casi cero.
Unos cálculos:

12V / 470 ohms = 0.02553 amper, lo que es lo mismo que 25.53mA

El BC548 recomendado muy cómodamente soporta el doble de esa intensidad sin problemas. Ten en cuenta que solo es apenas más de lo consumido por un led.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #13 en: 28 de Octubre de 2016, 13:12:06 »
gracias por las observaciones picuino, se que es extenso mi primer mensaje alli explico que uso PWM para en un primer parametro controlar la velocidad del ventilador digamos a un 50% de su RPM y asi empezar a enfriar el fluido si las condiciones en que esta sometido el fluido son severas y a esa velocidad el ventilador no enfría, pues seguirá calentando el fluido y se cumplirá el segundo parametro, en este caso el PIC toma la decisión de incrementar el duty del PWM gradualmente hasta llegar al 100% asi que supongo debo usar un driver mas efectivo .... pretendo usar el 20Khz ya sabes por los ruidos audibles... y sobre el diodo de protección se que debo usarlo solo que no es posible tener acceso a los polos del motor, claro el que sale del mosfet el D (+) si pero el motor tiene su polo negativo en la instalación del auto directo a la chasis del auto...  e visto circuitos de protección que se colocan en paralelo al mosfet como un zener entre D y S pero desconozco si es un zener especial común...

Desconectado mak_paint

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Re:driver para mosfet de tipo canal P
« Respuesta #14 en: 28 de Octubre de 2016, 13:23:20 »
hola chaly29, listo entendido entonces lo del driver de mosfet, gracias.... ahora lo del diodo de protección es lo que me pone cabezón (a pensar) como decimos en mi pais, obvio tengo un polo positivo de la salida del mosfet el drenaje en la placa listo... pero el polo no lo tengo en la placa negativo de los electro ventiladores de los autos generalmente vienen a tierra por un cable dentro de su ramal original que va a chasis o en la misma carcasa del ventilador y este a su vez tiene algún contacto al chasis del auto, es poco practico desarmar el cableado del auto para tomar el polo negativo del motor y conectar el otro extremo del diodo, claro yo lo puedo hacer para mi pero si alguien se interesa en el termostato y quiere adquirirlo seria un impedimento grande pedirle q haga este arreglo...     


 

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