Protección con cargas inductivas

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FJ_Sanchez
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Protección con cargas inductivas

Post by FJ_Sanchez » Tue Jul 23, 2013 8:45 pm

Muy buenas gente! Tengo una duda existencial a la que llevo un tiempo dándole vueltas. Tengo un MOSFET como este: http://www.st.com/web/en/resource/techn ... 190656.pdf" onclick="window.open(this.href);return false;

Este diodo está en el high side controlador por un driver y controla a una carga inductiva/resistiva. Es lógico que cuando cierre el circuito la bobina se energice y cuando trate de cerrar el canal del MOSFET esta energía tiene que tirar para algún sitio. Entiendo que empezará a elevar el voltaje tanto como sea necesario hasta que pueda escapar por algún sitio en forma de arco eléctrico. La duda que tengo es, en este caso ¿sirve de algo el diodo fly-back del MOSFET o forzosamente tengo que montar un diodo en paralelo a la carga?

Gracias!
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Re: Protección con cargas inductivas

Post by Heli » Wed Jul 24, 2013 6:25 am

Esa información hay que extraerla de la datasheet...
En la "Table 7. Source drain diode" puedes ver que el diodo es bastante bueno... 1.5V de caída de tensión a 120A y 800A de pico, 80ns de recuperación...
Dependiendo de la frecuencia de conmutación de tu aplicación y de como mandes la gate del mosfet (como sea de abrupta la conmutación) el diodo puede valerte o no, por la POTENCIA a disipar.
La potencia que disipa el diodo en cada ciclo de conmutación se suma a la del mosfet, no puedes pasarte de los 300W que soporta el package. Si vas a conmutar poco, por ejemplo un relé o un motor con PWM a baja frecuencia podría valerte. Si pones un diodo externo al menos deberá ser similar al que ya lleva el mosfet, con menos caida de tensión y mas rápido. Si no se repartirán el trabajo...

Por otro lado también influye el diseño de la PCB y del cableado. Podría ser interesante poner otro diodo lo mas cerca posible de la carga inductiva, para evitar que los picos de extracorriente circulen por la PCB y por los cables de conexión hasta que el diodo del mosfet los cortocircuite. No solo se genera mucho ruido sino que puede haber picos de tensión altos localmente.
Esto no es posible si es un puente en H, pero puedes poner un RC sobre el motor que ayude.
¡No es imposible, lo que pasa es que no sabes como hacerlo!
http://heli.xbot.es/" onclick="window.open(this.href);return false;

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Re: Protección con cargas inductivas

Post by FJ_Sanchez » Wed Jul 24, 2013 2:37 pm

Muchas gracias Heli, en mi caso la carga no es un motor, es una bocina electromecánica de coche. La conmutación será máximo a 10Hz y la alimentación máximo a 24V. Lo de que el diodo esté cerca de la carga si que lo había visto ya para el tema de evitar radiaciones por el cable.

La duda que me queda es, ¿no importa que el diodo no esté en paralelo a la carga? Normalmente he visto que se coloca en paralelo pero en el caso de que se usase el interno del MOSFET, estaría puesto en otra posición diferente.

He pensado usar un diodo supresor de la familia 1.5KE (1500W) bidireccional en paralelo a la carga, sería este 1.5KE30CA

¿Cómo puedo calcular si me valdría o no? Mi carga se puede modelar como una resistencia de 0.5 ohmios en serie con una inductancia de 1.5mH.
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Re: Protección con cargas inductivas

Post by Heli » Wed Jul 24, 2013 2:58 pm

Tienes razón, no he pensado bien la contestación, no se puede pensar bien tan temprano.
El diodo incluido en el mosfet sirve para protejerlo a EL. La los picos de tensión de la extracorriente se derivan a la alimentación.
Eso es interesante si tienes un circuito recuperador de energía con su limitador en la alimentación, si no ES IMPRESCINDIBLE poner el diodo junto a la carga inductiva.
Con un diodo convencional te bastará. Comprueba la energía que almacena tu inductancia y los tiempos de subida y bajada para ver si necesitas uno rápido.
Busca en las notas de aplicación de los diodos:http://www.infineon.com/dgdl/Applicatio ... cf482b00ac

Hay muchas calculadoras online para RCD etc... una: http://www.daycounter.com/Calculators/S ... ator.phtml" onclick="window.open(this.href);return false;
¡No es imposible, lo que pasa es que no sabes como hacerlo!
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Re: Protección con cargas inductivas

Post by Ranganok » Wed Jul 31, 2013 4:43 pm

Yo te recomendaría que usaras un circuito snubber externo para proteger el switch (el mosfet en tu caso). Se hacen muy fácil con una resistencia en serie con un condensador... Los cálculos no los tengo a mano pero el condensador suele ser de pF y la resistencia de decenas de ohms.

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