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Dá para fazer um inversor com QUALQUER MOSFET??


Victor_Silva173

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Seleção de mosfet para chaveamento de carga indutiva:

velocidade: o mosfet pela construção capacitiva tende a ser lerdo. Quando mais baixa a resistencia Rds mais lerdo se torna. Se tiver que utilizar mosfets de alta tensão (250V, 600V) os problemas de Rds e velocidade se agravam. 60V ou menos costumam ser rápidos e com baixo Rds. Na frequência escolhida, preocupe-se com a velocidade se a soma dos tempos de subida e descida ficar superior a 5% do tempo de chaveamento. Vai aquecer um bocado só pela falta de velocidade, fora o aquecimento por Rds..

Rds: é óbvio que quanto menor menos aquece.

Vds: o inferno da carga indutiva é o desligamento. Surgem picos de tensão destrutivos. Normalmente a tensão do transistor é no mínimo 1,5X a tensão de trabalho.

Obedecidos os 3 critérios acima, a mistura fica esquisita de ver mas funciona tão bem quanto ter transistores iguais.

Boa sorte nos seus projetos.

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Em 21/02/2018 às 03:06, Sérgio Lembo disse:

Seleção de mosfet para chaveamento de carga indutiva:

velocidade: o mosfet pela construção capacitiva tende a ser lerdo. Quando mais baixa a resistencia Rds mais lerdo se torna.

Para estes eu uso força bruta no acionamento. 

 

Naquele meu inversor eu uso mosfets IRF1404

Eles tem 0.004 Ohms de RDS-on. Para acionar o gate eu uso resistores de 1 Ohms e um driver que tem capacidade para 2 amperes, um driver muito rápido. 

 

A corrente nos gates passam de 1A. 

A velocidade de acionamento fica muito veloz. 

 

 

 

Em 21/02/2018 às 03:06, Sérgio Lembo disse:

 

 

 

Vds: o inferno da carga indutiva é o desligamento. Surgem picos de tensão destrutivos. Normalmente a tensão do transistor é no mínimo 1,5X a tensão de trabalho.

 

 

As vezes uma ponte H simplifica isso.

 

Este print eu havia feito para explicar outro circuito eletrônico. Um carregador de bateria que usa a própria bobina do trafo que chaveia o inversor, para carregar a bateria.  

 

Mas também serve para explicar este fenômeno que você citou.

A energia do indutor sempre volta para a entrada de alimentação com uma ponte H. 

image.png.5e2736f2af4bfa4b606ae906e43d35d2.png

 

 

 

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11 horas atrás, albert_emule disse:

Para estes eu uso força bruta no acionamento. 

 

Naquele meu inversor eu uso mosfets IRF1404

Eles tem 0.004 Ohms de RDS-on. Para acionar o gate eu uso resistores de 1 Ohms e um driver que tem capacidade para 2 amperes, um driver muito rápido. 

 

A corrente nos gates passam de 1A. 

A velocidade de acionamento fica muito veloz. 

E dá-lhe pancada! :atirador: Só não vá com muita sede ao pote. :exorcize:

Sabemos que quanto mais baixo o Rg, maior Vgs e mais valente o driver isso aparece na resposta. Seguem 2 matérias de fabricante de transistor, um sobre o impacto do Rg e outro sobre o impacto do Vgs:

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/80/93/d2/c6/92/28/4e/98/DM00068312.pdf/files/DM00068312.pdf/jcr:content/translations/en.DM00068312.pdf

 

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/68/47/c0/a9/7b/02/4a/cd/CD00283974.pdf/files/CD00283974.pdf/jcr:content/translations/en.CD00283974.pdf

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18 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

E dá-lhe pancada! :atirador: Só não vá com muita sede ao pote. :exorcize:

Sabemos que quanto mais baixo o Rg, maior Vgs e mais valente o driver isso aparece na resposta. Seguem 2 matérias de fabricante de transistor, um sobre o impacto do Rg e outro sobre o impacto do Vgs:

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/80/93/d2/c6/92/28/4e/98/DM00068312.pdf/files/DM00068312.pdf/jcr:content/translations/en.DM00068312.pdf

 

http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/68/47/c0/a9/7b/02/4a/cd/CD00283974.pdf/files/CD00283974.pdf/jcr:content/translations/en.CD00283974.pdf

 

Estou ciente que comutação muito rápida causa umas ressonâncias nas trilhas e uns ruídos que causa aquecimentos e perdas.

 

Exemplo:

image.png.98f6aed44f00f91e150d0514c52b6ce9.png

 

 

Mas eu fiz um tipo de layout que os mosfets ficaram com circuitos o mais próximo possível e também circuitos em linhas retas.

8uF de capacitores multicamadas como filtro para barrar estas ressonâncias. São capacitores de 680nF em pontos específicos que somados dão 8uF.

 

E dei sorte, talvez. Ficou bom de primeira. 

Um dia destes eu fiz conduzir 270 amperes. 

A bateria nem suportou. Arriou. 

 

Aquele layout ficou perfeito. 

Tão bom que vou usar o mesmo em outros circuitos de ponte H. 

 

 

 

 

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  • 1 ano depois...

Pessoal bom dia! Apenas para tirar uma dúvida sobre driver de mosfet: @albert_emule os drivers que vejo (UC3843 por exemplo) tem em sua saída para o gate do mosfet um resistor bem baixo, pelo que entendi é para diminuir ao máximo o tempo de chaveamento (resposta). Então porque não usar sem resistor ao invés de um resistor tão baixo??

 

Uma segunda dúvida: eu fiz um inversor flyback 12v para 400v 30w  usando apenas um PIC para fazer o pwm coisa simples, se eu usar ele em modo continuo para acender um neon por exemplo de 30w aquece pouco, se eu usar em um modulo de ignição que o capacitor descarrega toda hora e recarrega 100% antes de acionar novamente, o mosfet frita. Isso se deve ao fato do capacitor descarregado ser enxergado como um curto, o driver de mosfet como o UC3843 poderia me ajudar nisso? monitorando a corrente do trafo ele iria ajustar o dutty cycle?Capturar.PNG.50db5a2d999ab87a8e77dbc808f502ac.PNG

Esse esquema é de uma ignição que encontrei na internet, o meu inversor é parecido mas sem o UC3845, se eu tentar usar ele como ignição (SCR descarregando toda hora o capacitor e o inversor carregando) o mosfet frita, mesmo tentando vários transformadores diferentes, gap e dutty cycle.  Irei montar com o UC3843 para testar

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A ideia é te fornecer as prováveis causas. ..

 

O mosfet frita por vários motivos:

-está conduzindo muito tempo

-a indutância e etc do trafo wire1 wire s1 s2 está mal dimensionada. Não basta colocar trafos "diferentes"

-a frequencia está errada

-qualidade do mosfet ou mal dimensionado bem como o dissipador

-snubber R2 C3 mal dimensionado. Se mosfet de a.t., tem gente que nem coloca ele. Não faça isso.

-falta de corrente no gate ou corrente não absorvida dele. Há quem coloque um diodo "invertido" em R1. Há quem gosta de colocar um driverzinho com transistores. Taí seu uso "sem resistor"

-etc...

 

... aguarde corroborações e/ou respostas adicionais de alguém de verdade com prováveis soluções...

 

 

 

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@Isadora Ferraz

18 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-está conduzindo muito tempo

 já reduzi o tempo do pwm entre 1 e 5ms, ele aquece pouca coisa a menos mas a tensão de saída cai muito também (200v ou menos com 1 ms)

 

18 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-a indutância e etc do trafo wire1 wire s1 s2 está mal dimensionada. Não basta colocar trafos "diferentes"

 eu copiei 3 trafos usados nessa aplicação inclusive segui a risca o tutorial do fabricante do esquema acima, para usar direto acionando um neon por exemplo ou uma lampada 30w funciona perfeitamente aquecendo pouco (esse pouco é funcionar com dissipador pequeno sem cooler, na casa de 60 graus)

 

17 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-a frequencia está errada

 tentei varias frequências de 1 a 100 khz, juntamente mudando o dutty cycle de 1 a 99% (time ON) em cada frequência, meu parâmetro foi a maior tensão em 1ms com o menor dutty cycle possível, a faixa ideal ficou entre 30 e 40 khz para os 3 trafos.

 

18 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-qualidade do mosfet ou mal dimensionado bem como o dissipador

Não irei descartar essa possibilidade, o que me "mata" é que nesse esquema acima funciona sem dissipador na potencia máxima, mas a falta do driver e um dos questionamentos seu abaixo pode ser a grande causa.

 

22 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-snubber R2 C3 mal dimensionado. Se mosfet de a.t., tem gente que nem coloca ele. Não faça isso.

Com o snubber ou sem ele a mudança é minima, o diodo SB360 limita os picos em 60V mas o pico indutivo que medi é 24V, eu usei um zenner de 20V ficou mais "quadrado" a onda do primário, melhorou o ruido em volta sem prejuízo de carga do capacitor no mesmo intervalo de tempo (ok uns 10v a menos dos 400v mas não é nada de grave) . Tentei alguns capacitores diferentes para "atenuar" mais o primario mas mesmo assim o problema da temperatura continuou.

 

27 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

-falta de corrente no gate ou corrente não absorvida dele. Há quem coloque um diodo "invertido" em R1. Há quem gosta de colocar um driverzinho com transistores. Taí seu uso "sem resistor"

Aqui esta a resposta provavelmente! Não me atentei a corrente do gate, tanto que usei um resistor 330ohms entre o PIC e o gate do mosfet 30N06L (nivel lógico 5V ele já conduz mais de 100 amperes) como uma chave de baixa velocidade funciona perfeitamente, agora para chaveamento rápido.... No datasheet o tempos de acionamento são fornecidos com base no RG (resistor gate) de 25 ohms.

 

Infelizmente não conseguirei mais do que 20ma de corrente então nem posso baixar esse resistor, irei testar o driver que pode fornecer 12v e ate 1A de saída!

adicionado 22 minutos depois

Encontrei esse artigo: https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/80/93/d2/c6/92/28/4e/98/DM00068312.pdf/files/DM00068312.pdf/jcr:content/translations/en.DM00068312.pdf 

 

Ele fala exatamente sobre o Rg alto, que causa o superaquecimento do Mosfet e ate do driver PWM que gasta mais tempo para carregar a capacitância do Gate do mosfet. @Isadora Ferraz Tenho muita convicção que você matou o problema (pelo  menos o maior), essas coisas é complicado pois no curso de eletrônica não aprofunda muito e nós pegamos só na prática.

 

Até amanha estarei com os componentes em mãos e farei uma placa com esse driver para testar!

 

Apenas para curiosidade, algumas fotos de módulos de ignição que usam inversores de 12v para 300v com uma potência similar a que estou usando (Esses variam de 20 a 30w para carregar um capacitor de 1 a 2 uf, de 0 a 300v em 3~5ms) 

3.jpg.f5728e85708908fb36cbccf256c6f559.jpg2.jpg.f4e4defedb722325c6d90b9c1748b2fb.jpg

Reparem que eles usam um dissipador minimo e o de cima nem usa dissipador! na minha condição atual não duraria 5 segundos!

 

1.jpg

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Atualizando: comprei os componentes e gravei a placa, falta corroer o percloreto me deixou na lama literalmente...

 

Em um momento de ansiedade e desespero, fiz uma loucura: resistor de 22 ohms na saida do AVR do meu inversor atual com mosfet nivel logico, rodou muito bem e morno!  @Isadora Ferraz era aquele parâmetro que você citou mesmo! deixei rodando na potencia máxima (cerca de 50w) antes não durava 10 segundos, queimava o mosfet (passava de 150 graus, dava "bolhas"), agora fica morno não passa de 50 graus com dissipador pequeno!

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17 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Ah.. e quase ia esquecendo... de nada!🤨

:) Sou muito grato você resolveu muita coisa pra min,favor mandar o endereço inbox para o panetone do final de ano 😅

 Quanto ao desligamento, esta em torno de 200ns batendo com o datasheet, agora o ligamento não, esta em 900ns +-  (esse é o tempo que a tensão do dreno leva prair de 12v a +-800mv, no datasheet o valor tipico é 450ns) 

 

Por esse motivo irei tentar o driver e essa opção do npn/pnp pois creio que seja falta de corrente, baixei o resistor de 22 ohms para 10 ohms e o avr começou a falhar, não consegue fornecer uma corrente instantânea alta.  

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