Autor Tema: PWM LED MOsfet  (Leído 8481 veces)

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Desconectado peteorito

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PWM LED MOsfet
« en: 15 de Julio de 2015, 15:01:54 »
 Hola :

 Tengo un problemilla que no se como solucionarlo, mi idea es controlar unas luces de 12V mediante PWM...  hasta aqui todo bien , habia hecho  cosas con  cargas de ponga intensidad y sin prOblema ...  el problema llega cuando  conecto cargas  que para mi entender no son grandes, para ser concreto una bombilla de coche de 12 v  24w (2A) (tambien he probado con tiras de led y  lo mismo) .  EL problema que cuando esta en comutacion mete ruido a la  linea de alimentacion .  Uso una fuente de ordenador y cojo los 12v para las luces y los 5v para alimentar un arduinor y el problema es que como adjunto en la captura del  osciloscopio (canal 2 azul) se puede ver   un escaloncito  correspondiente a la commutacion del mosfet , el problema es que cuando conecto  mas mosfet y cada  uno a un periodo diferente  la señal de 5v  es de todo menos recta a veces me ha reseteado el microcontrolador.   He pobado tambien con un 555 y el efecto es el mismo... la verdad que no se como solucionar esto. He probrado en crear un filtro paso bajo y gobernar el mosfet mediante tension.. pero se calienta.. he probado  diferentes mosfet y  TIP120 y . el efecto es el mismo. Gracias!


Montaje



 Captura de osciloscopio


 Detalle del amortiguamiento que hay  en patilla drenador/ colector


Desconectado Chaly29

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #1 en: 15 de Julio de 2015, 21:42:56 »
Hola peteorito, primero decirte que el circuito driver que usas para comandar el mosfet no es el adecuado, lejos de serlo. Por lo tanto y con el circuito que usas no tendrás buen rendimiento a frecuencias altas de conmutación, o sea el mosfet calentará demasiado.

Segundo, debes de separar las masas de los circuitos, masa de circuito de control por un lado y masa de circuito de potencia (drivers incluidos) por otro lado, ambas cableadas de manera independiente hasta la fuente. y para ser más exactos deben de ir independientes hasta la masa del último capacitor electrolítico del filtrado de la tensión correspondiente.

Un driver que te permitirá mayores frecuencias de PWM sin incrementar las perdidas será el siguiente:



Como veras el circuito del cual hablo se encuentra en la parte inferior del esquema.

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.

Desconectado peteorito

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #2 en: 16 de Julio de 2015, 16:55:51 »
Ok tomo nota  ...pensaba que solo con el mosfet podria hacerlo  estoy trabajando  a 500hZ y  viendo por internet que  la gente lo  usa directamente pues pensaba que funcionaria jejeje.   Ok tomo nota del esquema y  te cuento jeje por otro lado el tema de aislar las masas deberia de llevar 2 cables de la masa uno para todo el control y otro para la potencia.. podria poner  a la salida de la fuente un par de condensadores electrolicitos de gran capacidad?

Gracias Chaly29!

Desconectado Chaly29

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #3 en: 16 de Julio de 2015, 19:28:50 »
Hola peteorito, pues como no habías puesto la frecuencia, yo pensé que trabajaba a mayor frecuencia. Pero solo con 500 Hz puedes usar el circuito que tu posteaste, eso si, reemplaza la resistencia de 1K por una de 270 ohms para que posea mejor rendimiento, y ojo, no la reduzca más de valor por que corres el riesgo de quemar el PIC.

Con respecto a lo de las masas, pues sí, deberás de usar dos cables independientes, pero no creo que sea necesario que coloques un condensador extra, ahora si quieres hacerlo, pues nada lo impide y por supuesto le haría bien al filtrado de espúreas. Por supuesto debes de usar un condensador LOW ESR o en su defecto uno de 105°C.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Desconectado peteorito

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #4 en: 20 de Julio de 2015, 19:49:06 »
OK!! LLevo todo el finde fuera mañana  lo  intento y te comento jeje gracias!

Desconectado peteorito

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #5 en: 01 de Agosto de 2015, 07:40:48 »
Pues despues de darle muchas vueltas y hacer diferente configuraciones creo que debo de  tener 2 gnd uno para la potecina y otor para el control   como puedeo separarlos  que tipo de filtros?

Desconectado Chaly29

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #6 en: 01 de Agosto de 2015, 13:31:24 »
Hola peteorito, creo que no terminas de entender cual es el concepto cuando te digo lo de separar las masas, verdad?

Porque yo nunca dije de agregar filtros....

Un saludo.

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Desconectado peteorito

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #7 en: 02 de Agosto de 2015, 06:29:28 »
Si si lo endi perfectamente!! Que me confundio, cuando me referia he visto que  tambien separan las masas con ferritas x eso decia  sigo con las pruebas!! Gracias!

Desconectado juaperser1

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #8 en: 04 de Agosto de 2015, 10:24:52 »
Hola chaly, no tiene que ver con el post, pero me gustaría que me explicaras porque el circuito que has posteado sirve para aúmentar la freciencia de conmutacion del MOSFET.

evitas así la capacitancia del MOSFET? A que frecuencias podrías llegar con este driver?.

El circuito si no me equivoco es capaz de regular la velocidad de un motor en las dos direcciones,  y parece un motor de CC, entonces xk poner un relé Y no dos transistores o puente H.

Un saludo, la pregunta es solo para aprender. Si no puedes  contestarla por ser de algún proyecto pues no pasa nada.

Un saludo.
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Desconectado RALF2

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #9 en: 04 de Agosto de 2015, 12:18:37 »
Yo voy a atreverme a hacer un analisis del circuito que coloco el amigo Chaly29, si me equivoco que me corrijan  :mrgreen:

Los transistores BC558 y BC327, ambos operan como una fuente de corriente controlada por la señal proveniente del pwm, cuando esta señal esta en alto los dos transistores operan como una fuente de corriente y cuando la señal del pwm esta en cero ambos transistores se ponen en circuito abierto (la fuente de corriente se comporta como un circuito abierto).
Cuando los transistores BC558 y BC327 operan como fuente de corriente estos inyectan la corriente a la resistencia de 1K, lo que produce que el transistor BC327 se vaya a corte, luego el resto de la corriente entra por el diodo 1n4148 y de alli al mosfet; cargando de esta manera el mosfet y haciendolo conmutar rapidamente (se cierra el mosfet).
Cuando la señal del pwm se pone a cero las fuentes de corriente descritas arriba se abren, entonces el voltaje que queda almacenado en la compuerta del mosfet se descarga rapidamente a traves de la rersistencia de 100 ohm y el transistor BC327 que incrementa la velocidad de descarga el diodo 1n4148 en esta condicion se abre.


Eso es todo amigos!

Saludos

Desconectado juaperser1

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #10 en: 05 de Agosto de 2015, 10:30:52 »
Hola RALF muchas gracias por contestar, entonces la idea es que el MOSFET descargue rápidamente su capacitancia a través del transistor 327 de abajo y la resistencia de 100 ohmios que seria para que no circule una intensidad excesiva por el transistor no? Cuando el PWM esta a 0, si no he entendido mal, pero, me gustaría saber el porque de la fuente de intensidad regulada y no un simple npn y una resistencia para darle tensión a la puerta del MOSFET?

Que frecuencia podríamos lograr con este driver? Me gusta aprender el funcionamiento de este tipo de circuitos porque es donde de verdad se aprende, y no de los librOS con circuitos ideales que no suelen funcionar en la realidad.


Muchas gracias un saludo
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Desconectado Chaly29

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #11 en: 05 de Agosto de 2015, 10:54:07 »
Hola gente, estoy queriendo responder a sus preguntas y me aparece este cartel:



Y solo con la respuesta, porque como verán me permitió escribir este mensaje... :5]

Pido disculpas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
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Desconectado Chaly29

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #12 en: 05 de Agosto de 2015, 10:56:06 »
Hola colega RALF2, as estado muy cerca, pero cometiste algunos errores, pero la idea básica es correcta.

Con tú permiso, te corrijo los errores, el BC558 y BC327 forman un transistor darlington y no una fuente de corriente, cuando es fuente de corriente las bases de los transistores van unidas.  :mrgreen:
Uso esta configuración porque necesito amplificar la muy baja corriente que circula por la resistencia de 10K a varios cientos de mA para "cargar" lo más rápidamente posible la base del mosfet.
Estos transistores en conjunto con el BC548 conforman un adaptador de tensiones, sin invertir la fase de la señal PWM. La salida del micro como sabemos son 0-5V y para excitar de manera correcta un mosfet esta tensión debe de ser por lo menos 0-12V.

Con el circuito anterior, lo que conseguimos es "cargar" muy rápidamente el gate del mosfet y digo cargar, porque al gate se lo puede considerar como un simple condensador.
O sea, el circuito anterior lo que hará e conmutar a ON el mosfet, pero nos estaría faltando "algo" para producir la descarga del gate y producir el OFF, si usáramos una simple resistencia de valor elevado > 100 ohms tendríamos un periodo OFF muy largo y usando valores bajos =< 100 ohms, pues la perdida de potencia sería muy alta.
Y acá aparece en escena el circuito conformado por el BC327, 1N4148 y R1K, tal como dijo RALF2.

Cuando tenemos 12Vcc en el ánodo del diodo, este conducirá cargando el gate, en base del BC327 tendremos 12Vcc y en el emisor 11.3Vcc por lo que el BC327 queda en corte por estar polarizado en inversa.
Cuando el circuito darlington entra en corte, gracias a la resistencia de 1K (que está conectada a masa) el 1N4148 queda polarizado en inversa, por lo tanto no conduce, o sea que rápidamente el BC327 queda polarizado de manera directa ya que en su emisor todavía posee lo 11.3Vcc que se encuentran en el gate del mofet y entra en conducción produciendo la descarga del mismo y entrando el mosfet en la etapa OFF.

La resistencia de 100 ohms situada en el gate del mosfet puede poseer valores de entre 15 y 100 ohms (esto si usamos una tensión de excitación de 12V), este valor dependerá de cuantos mosfet quisieramos controlar con un solo circuito y de cuan apurados estamos para realizar la conmutación.

Usando una resistencia de 100 ohms tenemos un pico de 12/100=120mA como el BC327 soporta 800mA nos da 800/120=6.6 o sea que con 100 ohms y este circuito podemos comandar hasta 6 mosfet en paralelo, por supuesto cada mosfet debe de poseer su propia resistencia de 100 ohms, el resto del circuito sería en común para los 6 mosfet.

Ahora si queremos ir lo más rápido posible y usáramos un solo mosfet, la cuenta nos da 12/0.8=15 ohms para un solo mosfet.

Estas intensidades calculadas son intensidades picos, porque una ves va cargando el gate esta intensidad tiende a cero cuando la tensión se aproxima a los 11.3V, cosa que hace muy rápidamente.

Cabe aclarar que la diferencia de tiempos entre el uso de una resistencia de 100 ohms y otra de 15 ohms, pues esta diferencia es de solo algunos nano segundos, ya que lo importante no es en cuanto tiempo llegamos de 0V a 12V y viceversa, si no que lo importante es cuanto tardamos de llegar desde +/- 4V a +/- 6V y viceversa. Esto es porque hasta aproximadamente 4V el mosfet permanece en alta impedancia y a partir de aproximadamente 6V se lo puede considerar ya muy próximo a su impedancia mínima posible. Pero si es importante que la tensión de gate llegue por lo menos a 12V, ya que a partir de esta tensión tendremos la menor impedancia posible por parte del mosfet.

Como pueden ver cuando hablo del mosfet hablo de impedancia, y esto es porque un mosfet no se comporta como un transistor BJT que para una X intensidad circulante por su base tendremos una X intensidad circulando por su colector mientras el transistor esté en su zona lineal. Al mosfet, para entenderlo, debemos de considerarlo como una resistencia variable con la tensión presente en el gate. Nunca la tensión es proporcional ni lineal con la corriente circulante por el drain, ni tampoco con la impedancia que proporciona el propio mosfet, pero a fines prácticos a la zona donde su impedancia varía desde una muy alta a su mínima la llamaremos zona lineal. Y esta zona lineal está presente entre aproximadamente los 4 volts y los 6 volts y esta es la zona que nos interesa pasar lo más rápido posible, ya que es la zona donde se produce la mayor perdida de potencia cuando el mosfet esta trabajando de manera switching. Si bien a partir de los 6V la impedancia continúa bajando, lo hace ya de manera poco perceptible, pero cuando se trabaja con altas corrientes (decenas de amper), esta pequeña variación, representa varios watts de perdidas y es por esto que es importante llegar con la tensión de gate a por lo menos 12V.

juaperser1 Cuanta frecuencia? pues te podría asegurar que hasta 50/60 KHz este circuito no tiene ningún problema, de hecho lo e puesto a funcionar muchas veces a frecuencias próximas a 50KHz con un desempeño excelente. Para frecuencias mayores tampoco creo que tenga problemas y diría que ampliamente supera los 100/200 KHz ya que todos los componentes usados soportan frecuencias

superiores a los 10 MHz (por decir poco), pero el problema de estas frecuencias ya "altas" no se le presentará a este circuito, si no al propio mosfet, ya que los mosfet son más vale "pachorrientos" o sea lentos. Y a altas frecuencias las perdidas por calentamiento del propio mosfet empiezan a ser muy significantes, perdidas producidas mayoritariamente durante su paso por la zona lineal, tanto así que ya conviene el uso de transistores BJT que solo pierden aproximadamente 0.7watts por amperio conducido y permiten frecuencias mucho más altas (varios MHz) y que no hacen uso de este tipo de circuitos.

También y ya que estamos, aclaro que este mismo circuito es posible usarlo con transistores IGBT, pero vale tener en cuenta que los IGBT son incluso más lentos que los MOSFET, ya que de todos los IGBT que conozco (y son varios) ninguno es recomendado para un uso superior a los 150 KHz e incluso son muy pocos los que llegan a estas frecuencias.

Cualquier otra duda la consultan. Un saludo.

Atte. CARLOS.
« Última modificación: 05 de Agosto de 2015, 11:09:02 por Chaly29 »
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Desconectado RALF2

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #13 en: 05 de Agosto de 2015, 12:24:41 »
Quiero mi derecho a replica colega!   :D

Pos tenes razon es un darlington, se me chispoteo  :lol:

Creo que mejor explicacion dada quedamos claros todos!  :mrgreen:


Saludos

Desconectado juaperser1

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Re: PWM LED MOsfet
« Respuesta #14 en: 05 de Agosto de 2015, 15:29:09 »
Hola Carlos,

es impresionante lo que sabes :shock: :shock:, que sepas que me estoy haciendo un repertorio completo con todas tus explicaciones y todos tus circuitos, pero me dejas asombrado con cosas como esta:

Citar
Cabe aclarar que la diferencia de tiempos entre el uso de una resistencia de 100 ohms y otra de 15 ohms, pues esta diferencia es de solo algunos nano segundos, ya que lo importante no es en cuanto tiempo llegamos de 0V a 12V y viceversa, si no que lo importante es cuanto tardamos de llegar desde +/- 4V a +/- 6V y viceversa. Esto es porque hasta aproximadamente 4V el mosfet permanece en alta impedancia y a partir de aproximadamente 6V se lo puede considerar ya muy próximo a su impedancia mínima posible. Pero si es importante que la tensión de gate llegue por lo menos a 12V, ya que a partir de esta tensión tendremos la menor impedancia posible por parte del mosfet.

no entiendo de donde has aprendido todo esto, experiencia? no solo puede ser eso, tiene que haber algo mas. Algún libro tipo biblia analógica? recomiendame algo por favor, yo quiero saber todas estas cosas y llegar a tu nivel, por supuesto se que eso lleva mucho trabajo y tiempo pero es a lo que aspiro, a saber cada vez mas y tu eres el claro ejemplo, he aprendido mas cosas con tus explicaciones y circuitos que posteas que en toda la universidad. Dime como puedo ir aprendiendo a este nivel. si si mucha programación mucho digital, pero cada vez me doy cuenta de que no tengo ni idea de electrónica.

tengo pendiente en también leer los tutoriales que has colgado aqui:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=12944.0

pero no puedo bajarlo, no me deja podrias volver a colgarlo o pasarme un enlace valido por favor.

de mosfet, IGBT y cosas asi no tengo ni idea.

cargar la puerta de un mosfet es como cargar un condensador en serie?
¿En este circuito por que usas un mosfet en vez de un BJT? por la alta impedancia que presenta? y si es por eso, no protegería de un supuesto corto tampoco no?
¿cuando es mejor usar un Mosfet un IGBT o un BJT?

un saludo
« Última modificación: 05 de Agosto de 2015, 15:31:30 por juaperser1 »
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