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Puente H a base de MOSFET

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fj_sanchez
Respuestas: 1083
Topic starter
(@fj_sanchez)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Buenas, estaba haciéndome una pequeña PCB para montarme un puente H usando un L298, pero al mirar detenidamente el datasheet me he dado cuenta que entregando 2A tiene una caida de tensión de 4V... eso es demasiado, además de la gran potencia que se disipa ahí P=V*I^2=4*4=16W

Eso unido a que llevo tiempo queriendo hacerme un puente H a base de MOSFETs me ha llevado a preguntar algunas cosillas. ¿Conoceis algún encapsulado fácil de encontrar que traiga ya un par de MOSFET (uno de canal P y uno de canal N) que aguanten hasta 6-7A? También me gustaría que me indicaseis cómo añadiríais un sistema de protección para evitar cortos y cualquier cosa que consideréis necesaria.

Saludos.

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16 respuestas
beamspot
Respuestas: 1132
(@beamspot)
Noble Member
Registrado: hace 17 años

La idea es tener dos señales que activen los transistores 'en diagonal' por separado. Es decir, el de arriba a la izquierda, y el de abajo a la derecha con una, mientras que el de arriba a la derecha y el de abajo a la izquierda con otra señal diferente.

Entonces, la señal que activa una diagonal los desactiva unos cuantos ns o us antes de activar la otra. Así se evita el problema del corto que aparece cuando se activa un transistor de una rama y a la vez de desactiva el otro: que la activación, al ser más rápida, entra en conducción, mientras que el otro, al tardar en desactivarse, continúa conduciendo.

No me preguntes cómo descubrí ese efecto...

Por cierto, muchas veces, si siempre hay una frecuencia de conmutación, de manera que la señal aplicada a las puertas de los MosFET es cuadrada y no DC, se suelen usar todos de canal N, que tienen menor Rds On. Para activarlas, entonces usan un cricuito de Bootstrap.

Igual me equivoco, y no os referís a eso con el tema de los cortocircuitos...

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vmora
Respuestas: 14
(@vmora)
Active Member
Registrado: hace 16 años

Hola buenas,

Como sabes yo también ando liado con estos temas. En primer lugar te mando un esquema de un puente H comercial, pertenece a la controladora MD23 (La que venden para mis motores)

md23s1

Ahí puedes ver unos integrados que actúan sobre los transistores los LM5104, estos se encargan de lo que dice beamspot. Estos podrían utilizarse por ejemplo con los pares de microchip TC4452. Sería interesante encontrarlos y si fuese así hacemos el pedido conjunto y nos ahorramos algo en el transporte.

Por otro lado he pensado en otra forma de solucionar el problema, pero no estoy seguro de si será correcta o no. A unas malas me paso por el departamento de electrónica a preguntar, el esquema que he pensado lo subo como archivo adjunto. Ya me comentáis.

Un saludo!

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fj_sanchez
Respuestas: 1083
Topic starter
(@fj_sanchez)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Creo que el transistor de abajo va a tener que aguantar bastante amperaje y tener una rdson muy baja, sino serán muchas pérdidas, pero yo creo que funcionaría con un mosfet de canal N... Aunque me descoloca el orden en que los has puesto...

Por cierto, si funciona yo pediría bastantes de estos. Además podríamos aprovechar y pedir los micros que necesitaremos para el taller... La putada es que aún no sabemos cuantos serían.

ACTUALIZO: Creo que no me valen estos: High Peak Output Current: 13A (typ)
High Continuous Output Current: 2.6A (max) yo necesitaría hasta 5A continuos...

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fj_sanchez
Respuestas: 1083
Topic starter
(@fj_sanchez)
Ardero
Registrado: hace 19 años

He encontrado estos transistores duales N que parecen estar bien, hasta 10A:
http://es.farnell.com/international-rec ... dp/7598531

Luego también he visto estos que salen por la mitad, pero solo aguantan hasta 6A de continua:
http://es.farnell.com/nxp/pmwd16un/mosf ... dp/7564562

Hay bastante donde elegir, esta tarde me pasaré por la biblioteca a buscar algún libro que me de ideas sobre circuitos dead-time.

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dragonet80
Respuestas: 1328
(@dragonet80)
Ardero
Registrado: hace 17 años

Vmora, no creo que funcione tu esquema tal y como lo has puesto. No te lo puedo asegurar 100% pero revisalo.
Respondeme a una cosa: que tensión tienes en las bornas D y S de Q3 y Q2? y en la borna D de Q5?

Beamspot, no puedes activar los transistores en diagonal para el control de un robot (mínimo necesitamos 3 acciones distintas). De esa forma sólo podrias ir adelante o atras (siendo los 4 tipo N) pero nunca frenar ni soltar. Si fueran 2 pares P-N sólo podrías frenar o hacer un cortocircuíto. Respecto al tema de que micro usar para controlarlos, no hace falta subir a los ARM. Los 16bits de microchip para control de motores lo llevan todos implementado y ahora no recuerdo si algún 18F también (pero de este último no estoy nada seguro).

Antes de ponerse a hacer la lógica de control de los transistores tened en cuenta que al haber 4 transistores tenemos 3 opciones de control:
* Controlar los 4 por separado. Aquí hay 2 opciones, usar 2 P y 2 N o 4 N. La más complicada a la hora de realizar la placa porque necesitas un buffer por cada Puerta del transistor. Aquí los "dead time" o tiempos muertos entre cambios de estado se pueden implementar por software. Puede girar en un sentido, en otro, frenar y soltar (dejar libre) el motor.
* Controlarlos 2 a 2. Se controla el semipuente izquierdo y el derecho por separado. Lo normal es usar un P arriba y un N abajo en cada semipuente. El P se activa a 0 y el N se activa a 1. Por tanto se pueden controlar ambos a la vez con la misma línea, ya que NUNCA pueden estar ambos activados al mismo tiempo. Esto tiene el inconveniente del "dead time" que ya no lo controlamos nosotros, hay que meter electrónica enmedio que se encargue de esos tiempos. El LM5104 que ha comentado vmora tiene muy buena pinta para eso. Como ventaja se pueden usar sólo dos buffers, una para cada medio-puente. Tiene el inconveniente de que no podemos soltar (dejar libre) el motor.
* Controlar 3. Se controla un par (el semi-puente) de un lado y los otros dos por separado. Este sistema tiene los inconvenientes de los dos sistemas anteriores, por lo que no lo recomiendo.

Cuando sepas QUE necesitas (girar y frenar o girar, frenar y soltar) entonces te decides por una opción.

La teoría de los mosfets es bastante sencilla: se polarizan por tensión en la puerta, una tensión baja (tipo N) lo lleva a corte y una alta (tipo N) lo satura.
La práctica suele ser diferente, abundan los mosfets "ahumados" :(.

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