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08/05/2011 #1


Puente H con Mosfet en Paralelo
Puente H con Mosfet en Paralelo

Hola a todos, implemente el siguiente puente H con los siguientes MOSFET para un motor DC 12V 15A.
http://www.cadvision.com/blanchas/hexfet/h-bridge2.htm

20 MOSFET CANAL P IRF9540, 10 en paralelo por rama, Rds_on=0.16Ohm
10 MOSFET CANAL N IRF540, 5 en paralelo por rama Rds_on=0.044Ohm
Los diodos que use son de 20A reciclados de fuente Switching, aun no encuentro su datasheet.

Un problema que presenta este puente con mosfet de canal N y P combinados es que los mosfet de canal P presentan una Rds_on mucho mayor lo que hara que calienten mucho mas es por eso que hay colocados mas mosfet P en paralelo, otro problema es que eventualmente podrian activarse ambas ramas del puente ya que los mosfet de canal P suelen ser mas lentos, esto podria solucionarse con retardos de Software para encender los Mosfet.

En un principio lo pense usar como un conmutador on-off del motor (como si fuera de relays) y como cambio de giro (Sin PWM para el control)

Haciendo Calculos para la disipacion de Potencia:

Cuando una rama esta activa suponiendo que todos conducen la misma corriente (la corriente total es de 15A):

Por cada Mosfet IRF9540: P=(15/10)^2*0.16=0.36W, durante el periodo que conduce.
Por cada Mosfet IRF540: P=(15/5)^2*0.044=0.396W, durante el periodo que conduce.

Calculando la temperatura de operacion:

Mosfet irf9540: Thermal Resistance Junction to Ambient RT_JA=62.50ºC/W
T=62.5(ºC/W)*0.36W+39ºC=61.50ºC, los 39ºC son de la temperatura de ambiente.
Mosfet irf540: Thermal Resistance Junction to Ambient RT_JA=62ºC/W
T=62(ºC/W)*0.396W+39ºC=63.56ºC, los 39ºC son de la temperatura de ambiente.

He pensado en poner cooler's para evitar el calentamiento.

Ahora, se me ocurrio usar PWM para controlarlo sin embargo no se cual seria la frecuencia que deberia usar para conmutarlo, inicialmente probe con 1Khz y me fue mas o menos bien, salvo el pitido que presenta el motor cuando se conmuta a una frecuencia audible, luego lo probe a 5Khz obviamente el pitido no desaparecio, se que la frecuencia para conmutar un motor esta entre 20khz y 100khz dependiendo de la constanten L/R (ya que esta define el rizado en la corriente y se debe procurar que este sea minimo para que no se afecte el torque), Sin embargo no creo que este puente h este preparado para conmutar a esa frecuencia, ya que la resistencia que llega a los gate es muy grande y al estar en para lelo las capacitancias de gate se suman haciendo que la conmutacion sea mas lenta, inclusive a 5khz calienta mas de lo que deberia, al parecer no conmuta adecuadamente.

Para evitar los picos al encender y al cambiar de giro implemente cambios de velocidad progresivos, es decir el Duty_Cicle PWM lo cambiaba de a pocos a traves del programa del microcontrolador.

Quizas una mejor solucion hubiese sido implementar un circuito con solo mosfet N, pero por lo menos sirvio para comprobar la bondad de los mosfet en paralelo, con BJT's hubiese sido imposible.

Otro problema es que algun transitorio en el microcontrolador hacia que se activaran las dos ramas del puente H lo cual lo solucione con compuertas, convirtiendo cualquier combinacion de entrada A=1,B=1, en A_=0, B_=0

¿Como puedo calcular la frecuencia idonea a la que puedo usar este puente H?
¿Como implemento Retardos para la activacion y desactivacion de mosfet y que no se activen ambas ramas a la vez?

¿Seria aconsejable usar este puente H: http://static.electro-tech-online.co...7-nch-brdg.gif, con mosfet en paralelo y que cambios deberia hacer?
En todo momento evite el uso de IC driver de gate ya que cuando hice este puente H no los conseguia por ningun lado en mi ciudad.

Muchas gracias por absolver mis dudas y ojala le sirva a otros tambien, saludos
09/05/2011 #2


mira popr los mosfet en paralelo yo he usado canal N sin problema he usado un driver ir2110 checa el post que ya hice ahi vienen unas ligas de como dispararlo
saludos
09/05/2011 #3


Puente H
HOla que tal...mira xo estoy trabajando en un proyecto de un inversor en puente H con los mosfet canal N IRF540 y driver IR2110 y la frecuencia de conmutacion para mi es de 20KHz, pero no sabria decirte que formula o expresion se utiliza para calcular esto.
09/05/2011 #4


Gracias por sus repuestas, creo que una buena simulacion podria resolver algunas de mis dudas, curioso207 revisare lo que dices sobre el ir2110 ya que parece que si lo podria encargar a Lima, seria bueno saber hasta cuantos mosfet en paralelo podria manejar.
Con respecto a la frecuencia de conmutacion aqui hay algo para revisar se aplica a motores, pero creo que tambien ha cualquier tipo de carrga inductiva.

http://www.aseanexport.com/PDF/dc_mo...controller.pdf

En general con una frecuencia de conmutacion mayor disminuyen el tamaño de los capacitores y bobinas en un conversor dc-dc/ac conmutado
10/05/2011 #5


Simulacion psim
Mira la simulación que tengo de mi puente H, esta la realize en PSIM. y respecto a lo de las frecuencias de conmutación el documento que enviaste me sera de mucha ayuda. A continuación te dejo la simulación y el programa en su versión de prueba lo podes descargar en "http://www.powersimtech.com/index.php?name=demo". cualquier comentario no duden en hacerlo. gracias estare al tanto de sus comentarios por que este proyecto es para entregarlo en 25 dias y es importante para mi carrera.
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: rar Inversor.rar (45,4 KB (Kilobytes), 300 visitas)
10/05/2011 #6


Hola Usare el PSim para simular el puente H de arriba, en este foro se afroonta el diseño de puentes H para motores, si te es util alli te va, a mi me sirvio para comprender varias cosas

http://www.robotsperu.org/foros/view...ghlight=puente
12/05/2011 #7


mira los mosfet a manejar yo he puesto hasta 8 mosfet sin problema segun recuerdo
29/06/2011 #8


Hola amigos de verdad los felicito por su entrega a este maravilloso mundo, y mi agradecimiento por compratir con nosotros sus conocimientos, que no esta demas decir es muy interesante y necesaria... Ojala me puedan responder esta pregunta pues veo que hace mucho tiempo que no ingresan...

En la universidad vamos a diseÑar un brazo robotico con motores dc de 24v y con pwm, el dilema es hacer un puente h que soporte hasta 15a por seguridad, y como dicen tiene que ser con transistores y no con dispositivos mecanicos como reles, necesitamos un buen puente h que logre soportar hasta esa corriente por los picos y para que venza la inercia que es bastante.

Les agradeceria mucho si nos pueden ayudar con nuestro proyecto de fin de ciclo, necesitamos un poco de orientacion sobre el tema.

Gracias
29/06/2011 #9


Hola mecatronico5000, unos compañeros y yo estamos armando el puente h de OSMC project, por ahora estamos terminando de armarlo, pero en todo caso lo puedes usar como base para tu diseño, saludos te dejo algunos links para que revises.

http://www.roboternetz.de/phpBB2/fil...tion_v4_21.pdf
http://www.robotsperu.org/foros/view...ghlight=puente
http://www.robotsperu.org/foros/view...ghlight=puente
http://www.robotpower.com/osmc_info/
21/08/2011 #10


inversor multinivel
Alguien q me pueda ayudar con una simulacion de inversores multinivel;

1.Puente H,
2.Inversor Diode-Clamped o Neutral-Point-Clamped
3.Inversor Acoplado por Capacitor (Capacitor-Clamped Inverter)

sobre todo la etapa de control, la simulacion la estoy haciendo en PSIM,

gracias

Alguien q me pueda ayudar con una simulacion de inversores multinivel;

1.Puente H,
2.Inversor Diode-Clamped o Neutral-Point-Clamped
3.Inversor Acoplado por Capacitor (Capacitor-Clamped Inverter)

sobre todo la etapa de control, la simulacion la estoy haciendo en PSIM,

gracias
02/07/2012 #11


Hola buenos dias, veo que son unos expertos usando mosfets, nesecito algo de su ayuda, veran estoy tratando de hacer un puente h a mosfets (p y n) para controlar un motor de cd, apenas estoy iniciando en el uso de los mosfets y no he podido hacer funcionar el puente h.

veran el control que tengo genera una señal pwm de 20 khz (por lo tanto no la puedo cambiar), con un pic genere esta misma señal y la meti al puente h, (2 mosfet IRF9540 y 2 mosfet irf540). la verdad no se por que al meterle pwm no veo la misma señal de entrada en la salida.

ahora, ya que tengo tiempo batallando asi que comence desde cero, swichando los mosfets individualmente, la fuente es de 52 volts por lo tanto tampoco puedo cambiar ese voltaje.

primero hice este circuito para swichar el Nmosfet : http://www.physics.udel.edu/~watson/scen103/mos4.html

pero con los 52 volts en drain y utilizando un pwm de 20 volts a 20 khz y funciono bien, la señal de entrada era la misma que en la salida (pero de mas voltaje)

despues hice este otro circuito para swichar el Pmosfet: http://www.physics.udel.edu/~watson/scen103/mos5.html

de igual manera con 52 volts y con pwm de 20 volts a 20 khz, pero al conectar todo se fundio un fusible de inmediato, cheque el mosfet y ya estaba quemado, la verdad no se a que se debe, podria alguien guiarme ??

gracias, saludos !!!
02/07/2012 #12

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo, bueno 1ro. debes prestar atencion en la max. tension Vgs que te permite el transistor mosfet.
En un puente H y dada la magnitud de tension que aplicas al sistema, deben generarse fuentes flotantes en los transistores de canal P. Sube un esquema completo del puente y vemos como seguir.
02/07/2012 #13


Hola gracias por la respuesta, mira ambos mosfets soportan 20 volts vgs, emmm oye me llamo la atencion eso de fuente flotante, dije arriva apenas estoy iniciando con los mosfets, y como no me funcionaba el puente h fue que decidi aprender a swicharlos por separado.

mira este es el circuito que arme: http://www.subirimagenes.com/imagen-...s-7757905.html

y con osciloscopio vi esas graficas, de entrada y salida. la verdad nesecvito algo de tutoria, acerca de esto. un detalle, el puente h lo nesecito a 52 volts y 20 khz de pwm por que son las señales que me arroja el control.

Gracias !!
02/07/2012 #14


zacaroso dijo: Ver Mensaje
Como ya deben saber, al usar estos mosfets para las ramas superiores se deben utilizar drivers con fuentes aisladas para activar los gates (porque o sino habría corto entre tierra y source).
Agradezco al que me pueda ayudar.
a que se debe el corto ???
03/07/2012 #15


Hola, veran arme este circuito, un pwm generado con un pic y metido a el drive L293E (alimentado con 20 volts), crei que funcionaria bien pero a la hora de encenderlo el mosfet se puso de inmediato en corto

http://www.subirimagenes.com/otros-pwm-7814720.html



antes de usar este circuito con el mosfet canal p, lo hice con uno canal n y funciono muy bien, pero no comprendo por que al cambiar de mosfet a uno de canal p éste se pone en corto de inmediato, alguien podria decirme que estoy haciendo mal ???

gracias !!!



[IMG]<a href='http://www.subirimagenes.com/otros-pwm-7814720.html'><img src='http://s3.subirimagenes.com:81/otros/previo/thump_7814720pwm.jpg' alt='subir imagenes' border='0'></a>[/IMG]
03/07/2012 #16

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo, no podemos saber como realizaste las conexiones entre utilizar un mosfet canal N y P. Pero como deberas saberlo y mencione debes respetar la max tension Vgs. Es decir debes utilizar fuentes flotantes o lo que es lo mismo fuentes independientes. O armar un artilugio con unica fuente para llegar a tal fin.
Pues la tension de control a Vgs. en un mosfet canal N, debe conmutar entre 0V. y max. 20V.
En cambio en un mosfet canal P la tension Vgs. debe conmutar entre 32V. y 52V.(en tu caso por utilizar una fuente de 52V.), respecto de GND.
03/07/2012 #17


Gracias, y si utilice fuentes independientes, 52 volts para la potencia y 20 volts para el switcheo en la compuerta. podrias sugerirme algun circuito para conmutar un mosfet canal P ????

gracias
03/07/2012 #18


cuando usas mosfet de canal p para el lado alto del puente no es necesario tener fuentes flotantes para los mosfet superiores, fijate en el sigiuente circuito:

http://www.forosdeelectronica.com/at...8&d=1304890729

los gates mosfet de ambos lados se atacan con la misma fuente.
04/07/2012 #19


:O que curioso me guie en ese circuito, y funciona, pero le meti pwm y no funciono, la señal cuadrada en la entrada no se ve a la salida. es este circuito compatible con pwm???
09/07/2012 #20


buenas tardes, aun sigo sin conseguir hacer funcionar el pwm con el puente h a mosfets, asi que empece por meterle pwm al mosfet que me causa problemas, el irf9540 que es de los mosfet que utilizo en la rama superior del puente h, no entiendo por que la señal del pwm no es la misma en la salida, hice un circuito para simularlo y paso lo mismo, en el circuito se ve la señal de salida muy parecida a la que obtengo realmente, aqui les adjunto el circuito, espero lo puedan simular y ayudarme con el diseño, no se que estoy haciendo mal

---------- Actualizado después de 7 minutos ----------

perdon, la simulacion es en isis de proteus v6.4
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