Substituir relê ccto dc carga 15A miniaturização

[Josiel Fogaça]

Olá amigos, na imagem tenho 2 cctos, o da esquerda é o ccto que uso hoje, onde aciono uma carga de 15A DC através de um relê, esse ccto faz parte de um produto, e estamos precisando reduzir o tamanho de nosso dispositivo, e então estamos atacando os componentes que ocupam maior espaço na placa, os relês. Pois bem, pensei inicialmente em transistor de potência, mas são grandes (pelo menos os que conheço), então parti para o TRIAC (ccto da direita), mas como minha carga é DC, após acionado, não estou conseguindo desarmar. Vocês veem alguma solução par ame ajudar?

[albert_emule]

Qual a tensão? 

Existem mosfets que possuem 0,04R quando acionados, com tensão máxima de operação de 60V. 

[Josiel Fogaça]

12 V, mas o principal problema é na desativação desse ccto. porque o TRIAC só desativa quando a corrente cai próxima a zero, não é?

[albert_emule]

1 minuto atrás, Josiel Fogaça disse:

12 V, mas o principal problema é na desativação desse ccto. porque o TRIAC só desativa quando a corrente cai próxima a zero, não é?

 

[Josiel Fogaça]

Opa, acredito que funcione perfeitamente. Obriagado! @albert_emule

Vou fazer uns testes aqui.

[albert_emule]

agora, Josiel Fogaça disse:

Opa, acredito que funcione perfeitamente. Obriagado! @albert_emule

Vou fazer uns testes aqui.

Este mosfet com até 20 amperes não dissiparia mais que 0,3W.

Não precisa de dissipador com os 20A. 

 

Você tem opção do IRF1404 que serve para até 40V. 

Para 12V vai ser tranquilo 

 

[Josiel Fogaça]

Me esqueci de um detalhe, apesar de estar ligado em 12V DC, não sei o sentido da corrente (+ e -), pois o cliente pode ligar o aparelho do jeito que quiser a bateria, o acionamento (gate) tem retificador, mas para a carga fica enviavel ($$$) colocar, pois são vários acionamentos, além do espaço que será tomado. Por isso que havia pensado no TRIAC.

[albert_emule]

3 horas atrás, Josiel Fogaça disse:

Me esqueci de um detalhe, apesar de estar ligado em 12V DC, não sei o sentido da corrente (+ e -), pois o cliente pode ligar o aparelho do jeito que quiser a bateria, o acionamento (gate) tem retificador, mas para a carga fica enviavel ($$$) colocar, pois são vários acionamentos, além do espaço que será tomado. Por isso que havia pensado no TRIAC.

 

adicionado 0 minutos depois

Use a mesma técnica no TRIAC

[.if]

13 horas atrás, Josiel Fogaça disse:

ligar o aparelho do jeito que quiser a bateria

Que aparelho é este? No caso só pode ser algo como uma resistência. O mosfet do albert deve atender sim pois pra ele (o mosfet) tanto faz. Ele (o mosfet) só se preocupa com a potência em si dissipada.

@albert_emule legal o circuito. Penso que: 1 pulso no gate do scr1 liga, outro no 2=desliga. correto? Ainda que prefira o mosfet...

[Renato.88]

Querendo redução de espaço, colocar dois triacs, um capacitor e um resistor no lugar de um relé não trás vantagem nenhuma, além do que vai ficar bem mais caro. 

E ainda teria que mudar a lógica no circuito de disparo, pois um triac liga e o outro desliga.

Olhando por esse lado eu ficaria no relé mesmo. 

A alternativa do mosfet é boa, não vejo problema em marcar no borne qual é positivo e qual é negativo. 

Mas Ainda a pouco pensei que poderia ligar dois mosfets em contra fase pra não se preocupar com a polaridade, alguém aí sabe se isso funciona? 

[Josiel Fogaça]

O aparelho é o SmartLight, é um dispositivo para automóveis, vendo ele no mercado livre ou pelo site http://techfar.com.br/ , e estamos desenvolvendo uma nova versão, compativel com mais veículos.

então, o principal diferencial do meu produto é a praticidade na instalação, dispensando eletricista, então estou tentando deixar ele com a instalação mais simples possível. Mas sim, estamos cojitando a possibilidade de colocar uma observação no manual de instalação, mas verificar se cada uma das 5 conexões está do lado certo é um aumento significativo na complexidade da instalação.

Não tenho estes componentes aqui, mas vou comprá-los hoje e fazer os testes sugeridos pelo @albert_emule e pela @Isadora Ferraz

adicionado 2 minutos depois

O que estou vendendo atualmente é com reles, mas ele é relativamente grande, e não cabe dentro dos paineis de muito veículos. Já fiz alterações nos porta fusíveis, case, cabos, agora só falta aprimorar o ccto.

[.if]

1ª mente parabéns pelo espírito de empreendedorismo. É assim que se move um país.

Dei uma olhadinha no seu site. Mais tarde vou ver seu vídeo todo. Sugiro corrigir um pequeno erro de gramática "Dispositivo que auxilia no ligamento e desligamento das lanternas do veículo. Apaga/acende as...(aqui)"

 

Bem...

Se entendi direito você conecta nos fusíveis e faz algum controle (desconhecido) das lanternas. Apesar de ser apenas carga resistiva, neste caso realmente a polaridade é importante. P.ex. se você ligar um correto e outro não, pode aplicar 12V direto no mosfet. (só chute pois não conheço detalhes das conexões)  Uma alternativa bem minimalista - caso queira optar pelos mosfets - é colocar um buzzer (ou led). Ao ligar invertido ele toca (ou acende). Uma lógica com diodos 1n41n8 pode permitir o uso de 1 buzzer só. Bom foi só chute (no s@.. kk o). Só mesmo com mais detalhes do teu projeto (o que pode não lhe ser conveniente) pra alguma eventual ajuda mais efetiva

Se me permite... uma função curiosa seria algo como: aviso de lanterna queimada ou desligada. Com esta lei do farol baixo, pode não ser algo totalmente inútil. Se teu produto já contempla isso, já sabe.. não vi o video todo.

 

Sucessos!

 

[Josiel Fogaça]

Em 21/06/2017 às 01:32, albert_emule disse:

 

adicionado 0 minutos depois

Use a mesma técnica no TRIAC

Testei esse ccto, não funcionou, usei uma fonte 12V, Load = Relê (no rele um led vermelho para ver o acionamento), R=1k + led Verde, c=22pF (testei com um de 100pF também), SCR = BT152.

No teste, ativei o gatilho do SCR1, acendeu o led vermelho com esperado, desativei o gatilho do SCR1 e em seguida ativei o do SCR2 e o led verde também acendeu, tendo ao final os 2 acesos...

Não testei com triac porque sofri uma trolagem da loja, comprei esse BT152 por triac, só me dei conta agora que ari o datasheet... vou comprar os triacs e testar também.

[Sérgio Lembo]

Esse circuito não está completo, tem todo um comando nos gates dos SCRs. Porquê não usa um mosfet ou igbt?

[Josiel Fogaça]

O mosfet estou fazendo o teste agora para ver se ele vai aceitar corrente nos dois sentidos, quanto ao igbt, desconheço esse componente, vou me informar mais e testar.

[albert_emule]

Teria que usar mosfets em contra fase e o controle não seria tão simples.

[Sérgio Lembo]

Veja só esse datasheet. Tem anuncio dele no mercado por 1 real. Em quantidade sai mais barato.  Apenas 6 miliOhms, podendo chegar a 9miliOhms em 125ºC.

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/355787/ONSEMI/NTD4806N.html

Com 15A vai dissipar 2W e ter uma queda de quase 0,15V. É aceitável e uma pequena lata dá conta de dissipar esse calor.

[Josiel Fogaça]

É bom de preço mesmo @Sérgio Lembo , o problema é que não consigo garantir a polaridade no S e no D (no G consigo).

Fiz um teste aqui com o MOSFET IRF540N, na polaridade invertida ele aciona direto, independente do que eu coloque no G.

[Sérgio Lembo]

O mosfet tem um diodo antiparalelo. Existe a necessidade de impedir que as lampadas tentem carregar a bateria? Não estou conseguindo entender essa ligação invertida. É a bateria no dreno e as lampadas no source. A polarização do gate pode ser negativa. Não há a necessidade de ser positiva. Vou montar um circuitinho e já posto.

[albert_emule]

Vejam: 

 

Assim deve ser o circuito que o rapaz anda pedindo:

[Josiel Fogaça]

Esse vídeo é do meu primeiro produto.

Estou partindo para esta área de produtos automotivos de fácil instalação, como pode ver no vídeo, eu conecto os cabos na posição dos fusíveis, como neste produto do vídeo o comando é via rele, tanto faz a forma (lado) com que eu encaixe os cabos. Então, o que preciso é substituir o relê sem perder essa funcionalidade (fácil instalação), pois acredite, do jeito que está, recebo uma quantia considerável de ligações para dar suporte na istalação. Rsrs.

Já pensei em por led indicativo caso uma ligação invertida seja feita, mas ainda pretendo encontrar uma solução que não cause dúvidas na instalação.

[Sérgio Lembo]

errei no circuito, daqui a pouco posto de novo

 

[Sérgio Lembo]

Foi mais difícil do que eu esperava ser. Já que o gate do mosfet aceita tanto polarização positiva quanto a negativa, fui pela negativa. Estou mandando a imagem e o esquema para simulação. Talvez seja necessário um refinamento.

Luzes de carro.rar

adicionado 51 minutos depois

Os transistores não foram selecionados nos modelos mais convenientes. Os modelos que aparecem são os que vieram no simulador. Esse trabalho de seleção deixo para quem for montar.

Critérios de seleção:

- Para todos os transistores, pelo menos 30V

- Q2  pelo menos 100mA de  pico de corrente repetitivo de coletor, limitar a corrente do coletor por R6, usando Vbat_max = 15V, onde Icoletor = Ibase x  ganho. Vai ter que consultar o datasheet do transistor, em especial a curva de transferência para ver o hfe nessa condição de corrente. Será apenas um surto de corrente, não  se preocupe com calor. Não use darlington. Estimar o ganho com darlington é loucura.

- D3 impede polarização positiva de Q1 e limita em -16V o surto, já que na inicialização a ação combinada do pulso de C1 com o chaveamento de Q1 tende a levar o Vgs para - 2 x Vbateria. Normalmente o Vgs máx de mosfet é de +- 20V.

- Q4 deve ser um mosfet de baixo Qg, baixo Time fall e baixo Time delay fall. Quanto menor melhor, mesmo que isso nos custe vários Ohms de Rds, não faz mal.  A performance dinâmica dele é mais importante que a resistencia de comutação.

- Q3 vai ter que aguentar um bom tranco para descarregar a capacitancia do gate do Q1. Esses mosfets de baixíssimo Rds acumulam grandes cargas no gate. Considera-se o pico de corrente como sendo -Vbateria / R7. É pulso não repetitivo, só acontece quando se desliga a chave. Não vai aquecer Q3. Verificar o ganho de Q3 nessa condição de corrente na curva Ic x HFE, talvez tenha que redimensionar R3.

- Q1 é o nosso herói. Para dimensionamento dele, considerar o Rds que ele apresenta a 125ºC e um limiar de condução acima de 1,5V no gate.

- R1, C1, R2 Do jeito que está, a constante RC está em 20ms. C1 muito baixo não resolve, muito alto leva tempo demais para recuperação. Talvez seja necessário refinar.

- Comando da chave: Temos aqui um probleminha que separa os elemento ideais dos reais.  Em inglês é bounsen o nome. Em português pode ser o repique que o contato faz antes de fechar em definitivo. costumam ser entre  3 e 6 repiques, onde a saida do contato oscila entre o fechado e o flutuante. Duração de poucos milisegundos. Isso pode provocar funcionamento irregular de Q2 e sabotar o funcionamento de C1. Talvez seja necessário um retardo na base de Q2. não confundir retardo com acionamento lento. Se necessária a implantação, um circuito de retardo seguido de um pulso firme na base de Q2 para acionamento rápido.

[Sérgio Lembo]

Consumo em funcionamento: Vbat / R6 + Vbat / R1

Consumo em stand by: os pico amperes da fuga de corrente do gate de Q4 + a fuga de corrente de C1 + a fuga Ice de Q2

adicionado 36 minutos depois

Tenho dúvidas sobre o funcionamento do circuito e não houver uma carga mínima. Talvez seja necessário um resistor entre a saída e o negativo ou mesmo um led pra enfeitar o pavão e garantir um consumo mínimo.

adicionado 53 minutos depois

Reduzindo custos:

Q4 pode ser eliminado e Q3 substituido por um resistor não muito baixo que promova a descarga do gate de Q1 quando Q2 desligar. O problema dessa configuração é que esse resistor vai competir no instante inicial de funcionamento com C1. Será mais difícil para C1 cumprir sua função se além de competir com a carga do gate tambem tiver que suportar o peso dessa resistencia. Proponho que os testes se iniciem com o circuito completo. Só depois de conseguir um bom funcionamento do circuito é que deverá ser tentada a substituição dessa malha de desligamento por um simples resistor. Embora pareça ser mais trabalhoso, considere que fazer um acionamento por um único pulso é um desafio. Vença primeiro esse desafio para só depois fazer a otimização. Vai economizar um bom tempo.

Boa sorte! Poste aqui os resultados

[Josiel Fogaça]

Boa tarde pessoal,

Obrigado pelo ccto @Sérgio Lembo , mas há muitos componentes, o que vai tornar inviavel o produto, tanto pelo custo, quanto pelo espaço que os componentes irão ocupar. Sendo assim, vou optar por algo não tão simples, mas a conceito do ccto abaixo:

No caso, o ccto funcionará normalmente para a polarição correta, no caso de ligação invertida o LED indicará o erro, e solicita assim a inversão da conexão.

Pelo que vi no datasheet do NTD4806N, ele trabalhará como um diodo ativo na ligação invertida, não queima, só há uma perda maior de tensão (1,6V), ainda vou testar com 15A no reverso, mas n IRF540 (que é o que tenho em mãos) em fonte de 1A, é isso mesmo.

Vejo vantagem em substituir o relê pelo MOSFET, pois o volume ocupado pelo MOSFET dentro do case é quase 1/3 do relê, o que me possibilita pensar em maneiras de organizar o ccto e reduzir espaço. Bem como a qtd de pinos é menor (SMD é zero), o que diminui furos e deixa mais barato a produção.

A desvantagem é que o MOSFET precisará de dissipador o que pode consumir os 2/3 da diferença do espaço... rsrs.

Agora vou brigar no preço, o rele tenho conseguido por R$ 2,75, @Sérgio Lembo sabe de alguma loja que possa encontrar o NTD4806N nesse preço que falou, procurei aqui, mas só acho a 4 ,5 ,6 ... R$ 1,50 importado.

Essa ideia do LED foi da @Isadora Ferraz , gostei também de sinalizar a queima de uma lampada, como relê não havia conseguido, mas com o MOSFET já estou vendo como, uma vez que perde um pouco de tensão no componente.

Obrigado pessoal, esta solução vai atender as necessidades.

adicionado 7 minutos depois

Achei a R$ 1,00 no ML. valeu!