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26/05/2014 #1


Ayuda con eleccion de un MOSFET
Buenas tardes a todos!

Estoy realizando por mi cuenta un pequeño "proyecto para aprender" que consiste en un convertidor Buck con tension de salida variable, ya tengo el circuito diseñado en Matlab y me da resultados bastante aceptables, vamos desde mi punta de mi vista, pero he decidido construirlo con componentes reales y estoy muy perdido con el tema del MOSFET, no tengo, literalmente, ni idea de cual elegir, hay mil y no se ni el criterio que deberia seguir o como...
El sistema que he simulado (os adjunto una foto del matlab) reduce una tension constante de 12 V en continua para una tension de salida variable que oscila entre 0-10, dependiendo ya del ciclo de trabajo del convertidor, para lo cual he comprado un PIC18F4550 que intentare programar para que controle este ciclo.
No se si me he explicado bien, un saludo y muchisimas gracias de parte de un novato aficionado!
26/05/2014 #2


Bueno, te falta indicar cual es la corriente que vas a manejar ese es otro dato importante.

Un MOSFET muy común, que pueden andar es el IRF540 como también el IRF3205. Con esos MOSFET podés llegar a manejar corrientes de hasta 10 A sin problemas.

Una cosa importante, para que el MOSFET se encienda tenés que poner una tensión en la compuerta entre 9V y 18V, eso significa que al PIC vas a tener que hacerle un circuito de adaptación para activar el MOSFET.

Y lo segundo muy importante, si bien el MOSFET en la compuerta no consume corriente, si hay una capacidad parásita de gate a masa, eso significa que el driver o el circuito adaptador tiene que entregar un pico de corriente "importante". Fijate en el integrado IR2110 que te soluciona ese problema y te permite picos de hasta 2A.

Por último, tampoco podés conectar "derecho" el circuito de tu driver a la compuerta del MOSFET, porque el capacitor te hace un cortocircuito "temporal" que puede quemar el driver que tengas. Lo que se hace es poner una resistencia chica que limita el pico. Por ejemplo, si usas el IR2110 y lo tenés alimentado con 12V la resistencia limitadora debería ser de 6,8ohm o más para limitar el pico de corriente por abajo de los 2A.

Saludos.
26/05/2014 #3


Muchas gracias por la pronta respuesta!

La corriente de mi circuito con un ciclo de trabajo de 62.5 % (da una tension de salida = 7.5 V) tiene un valor muy bajo, de alrededor de 150 mA, no se si es demasiado baja...

saludos
26/05/2014 #4


Bueno, entonces lo que tenés que hacer, es ver cuales son los picos de corrientes que circulan por el MOSFET (sacalos de la simulación) fijate cual es el peor de todos los casos. Con ese valor de corriente, y sabiendo cual es la tensión drenador-surtidor máxima que va a trabajar podés elegir tu MOSFET. Si no querés perder tiempo, el IRF540 y/o IRF3205 sobra para tu proyecto. De todos modos vienen MOSFETs mas chicos, como por ejemplo el BS170 (60V 500mA y 1200mA pulsante) y que que tiene la ventaja de que podés conectarlo derecho al PIC porque la tensión de encendido de 5V es suficiente (no necesitás hacer un driver)
26/05/2014 #5


penrico dijo: Ver Mensaje
Bueno, entonces lo que tenés que hacer, es ver cuales son los picos de corrientes que circulan por el MOSFET (sacalos de la simulación) fijate cual es el peor de todos los casos. Con ese valor de corriente, y sabiendo cual es la tensión drenador-surtidor máxima que va a trabajar podés elegir tu MOSFET. Si no querés perder tiempo, el IRF540 y/o IRF3205 sobra para tu proyecto. De todos modos vienen MOSFETs mas chicos, como por ejemplo el BS170 (60V 500mA y 1200mA pulsante) y que que tiene la ventaja de que podés conectarlo derecho al PIC porque la tensión de encendido de 5V es suficiente (no necesitás hacer un driver)
Muchisimas gracias!
30/05/2014 #6


Buenas de nuevo!

Siguiendo tus consejos diseñé en ISIS el circuito de nuevo pero usando el mosfet BS170, y en el generador de pulso conectado a la compuerta le introduje la información sacada de la hoja de información del mosfet.
El problema fue que la tensión de salida que me resultó el circuito era de 0.5 voltios, resultado muy lejos de los 17 voltios que tenia en el matlab y que según mis cálculos hechos a mano debería haber conseguido.
Entonces cambiando parámetros descubrí que aumentando la máxima tensión del generador de pulso hasta 30 voltios (antes estaba en 3 V dado que es lo que indica la hoja de datos del BS170) conseguía la tensión de salida que estaba buscando, por lo que cambie de mosfet y usé en la simulación un IRL3303 (con el consiguiente cambio de parámetros en el generador de pulso), consiguiendo el resultado que yo quería.

Mi problema ahora consiste en que necesito una máxima tensión umbral de 30 V para obtener mis 17 voltios a la salida, y el PIC da un máxima de 5 voltios por lo que tendría que comprar o diseñar un driver para aumentar esta tensión.

¿No existe una forma de, con una tensión umbral que varíe entre 0-5 voltios, controlar el ciclo de trabajo de mi circuito? sin necesidad de drivers ni nada, conectar el PIC directamente al MOSFET.

Para ser el primer circuito que quiero montar con componentes reales se me está complicando mucho más de los que pensaba... jejejeje

muchísimas gracias por todo

P.D. adjuntado van 4 fotos, Untitled y Untitled2 son cuando no funciona con el mosfet BS170. Untitled 3 y Untitled4 con el mosfet IRL3303 que fue cuando ya me funciono la simulación
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg Untitled.jpg (91,5 KB (Kilobytes), 12 visitas)
Tipo de Archivo: png Untitled2.png (45,6 KB (Kilobytes), 7 visitas)
Tipo de Archivo: jpg Untitled3.jpg (88,4 KB (Kilobytes), 8 visitas)
Tipo de Archivo: png Untitled4.png (44,0 KB (Kilobytes), 6 visitas)
30/05/2014 #7


Amigo, lo que estoy viendo es que tu configuración (disculpas por no haberme dado cuenta antes) necesita un MOSFET tipo P. El BS-170 es un MOSFET N. Seguramente por eso no te funciona.
No se puede colocar en la compuerta de un MOSFET una tensión tal alta porque lo vas a dañar.
Como tu PIC entrega tensiones entre 0 y 5v respecto a masa, si o si tiene que hacer un circuito "elevador" porque si tu alimentación es de 30V para activar el MOSFET (por ejemplo el BS-250 que es el equivalente en P) en la gate del mismo tienes que poner entre 25v y 20v. Y para que el MOSFET se apague 30V. Es decir, la tensión de la compuerta tiene que ser negativa respecto a la tensión de drenador. El circuito que deberías hacer sería algo como lo siguiente:
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg circuito propuesto.jpg (26,9 KB (Kilobytes), 21 visitas)
30/05/2014 #8


jejeeje muchisimas gracias!

voy a diseñar el circuito que me has dicho y a seguir tus consejos a ver si todo va bien ahora!

ya iré comentando como van los progresos!
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