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05/01/2012 #1


Ayuda con diseño de puente H
Hola a todos.
Abro este post para solicitar ayuda para la creacion de un puente H que necesito para mover un motor a traves de PWM. La fuente de alimentacion que voy a gastar es de 24V y 20 A, y el motor es de 24V y 500W. Ya lo se, es muy grande, pero es lo que necesito para el proyecto, jejeje.

Navegando por la web he encontrado un proyecto de un chico que me vendria al pelo. Es el esquema de un puente H para las caracteristicas que necesito, pero tengo el inconveniente de que hay componentes que en España no se pueden conseguir (ni siquiera en Amidata o Farnell) y no he podido encontrar equivalentes. Os explico:



Eso es el esquema para un solo canal, que es lo que necesito, y esta es la lista de componentes:

2 * FQP50N06 60v 50A N-type Mosfet (TO220)
2 * FQP47P06 60v 47A P-type Mosfet (TO220)
4 * TO220 Heatsink (10degC/Watt)
4 * SB540 40v/5A Schottky diode
2 * TC4431 1.5A Hi Speed Inverted Output Mosfet Driver IC
2 * TC4432 1.5A Hi Speed Non-Inverted Output Mosfet Driver IC
4 * 100nF Ceramic Capacitor
1 * 74HCT08 Quad AND Gate IC
1 * ZVN3306A FET
3 * 4k7 0.24w resistor
4 * 15ohm 1W resistor
4 * 10K 1W resistor
1 * 2200uF 63v Electrolytic Capacitor
1 * 4-way 5mm Pitch Terminal Block (pcb)
1 * 4-way 10A@240V Rated Hi-Current Terminal Block (pcb)
1 * LM2575HV-5 +5vdc Switchmode Regulator IC
1 * 330uH Inductor
1 * 1N5819 Diode
1 * 470uF 16v Electrolytic Capacitor
1 * 100uF 63v Electrolytic Capacitor


La primera duda que tengo es sobre la resistencia de 4K7 que sale del pin5 del HCT08. No pone donde va, y aunque imagino que ira conectada a masa me gustaria que me lo confirmarais.

Los FQP47P06 no se pueden conseguir en ningun sitio. Solamente los he podido encontrar SMD, y como que no es plan, jeje. He estado investigando y los equivalentes para poder sustiruirlos serian los IRF4905, y los FQP50N06 los podria sustituir por los IRFZ44N, pero me encuentro con el problema que el Vgss de los FQP es de +-25V, y los de los IRF es de +-20V. Y como segun el puente de este tio las gates se alimentan directas de los 24V de la fuente de alimentacion, pues .............. se fundirian los IRF.
Imagino que el voltaje que les entra a las Gates lo podria ajustar cambiando las resistencias de 15ohm y las de 10K por unas de mayor valor, pero como tampoco lo tengo claro, pues mejor os pregunto.

Los TC4431 y TC4432 tambien son complicados de conseguir. Antes encontre algun equivalente en Amidata, pero ahora mismo no recuerdo cuales eran.

Por ultimo: llevo dos dias investigando con el Eagle y ya tengo casi tengo el esquema. Pero de lo que me he dado cuenta es de que el autoroute es una castaña. Yo pensaba que le daria a la tecla y me haria solita el PCB y resulta que es mas complicado de lo que parece, asi que seguire investigando a ver si soy capaz de poder hacerme el PDF de la PCB.

@Y nunca he hecho una PCB, pero ya tengo los leds UV de la insoladora en camino, asi que ya estoy cerca de la primera vez ;D ;D.

Bueno, pues creo que para comenzar y ser mi primer post eso es todo, que no es poco.

Enga, un saludo y gracias.
05/01/2012 #2

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Hola Amigo, respondiendo a tu 1er. duda la Resistencia que mencionas se conecta a 5V.
Respecto a la sig. duda, revisa el datasheet del C.I. driver TC4432 cual es la tension de salida, con ello veras si puedes utilizar un transistor con Vgs. MAX=20V. de lo contrario puede hacerse un limitador de tension. Sino consigues estos C.I. puede implementarse un driver muy sencillo con transistores.
Como ultimo detalle si el motor que usas tiene una potencia de 500W, la fuente a utilizar debe de entregar un suministro de corriente superior a 20A.
05/01/2012 #3


Gracias por lo de la resistencia, porque estaba convencido que iria a masa, jeje.

Y revisando el datasheet del driver, lo que pone es esto:
• High Peak Output Current: – 1.5 A
• Wide Input Supply Operating Range:- 4.5V to 30V

La tension de salida no tengo ni idea de cual sera, pero imagino que la misma que la de entrada, no?. Y si yo lo voy a alimentar con la fuente de 24V, pues imagino que su tension de salida seran esos 24V.
Si te fijas en el diagrama, veras que a la salida del driver hay una resistencia de 15ohm, y yo imagino que el chico este la puso para bajar un poco la tension de 24V y que el gate del mosfet no trabaje tan en el limite de los 25V que tiene de tope. Pero vamos, ya te digo que estoy empezando en esto de la electronica y que es facil que este equivocado, jeje. Pero mi razonamiento era ese, si por ahi salen 24V menos X de la resistencia de 15ohm, si conecto ahi los mosfet que tiene las gates de 20V los quemo seguro.

Y lo de la fuente de 20A ............. ya se que no llegara a alimentar el motor de 500W como deberia, pero tampoco lo voy a hacer trabajar a pleno rendimiento, asi que creo que sera mas que suficiente.

Un saludo y gracias.
05/01/2012 #4

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Bueno amigo, en un transistor mosfet, la impedancia de entrada en el terminal puerta (G), es tan elevada que la corriente que circula a traves de el puede despreciarse a terminos practicos, por lo tanto la resistencia que se encuentra en su entrada (15 OHM) no genera caida de tension practicamente.
05/01/2012 #5


Perdoname, pero no se si te he entendido bien.
¿Me estas diciendo que necesito una resistencia de muchos mas ohmnios para bajar ese voltaje de entrada de Gate a 20V?
¿O me estas diciendo que me olvide de poner resistencias y que directamente cambie la fuente de alimentacion por una de 20V?

Un saludo y gracias.
08/01/2012 #6


puedes pasar el circuito a digital ? no se entiende bien, por que no usas otra manera, si mal no recuerdo hay formas mas faciles
08/01/2012 #7

Avatar de Gudino Roberto duberlin

ernestosantamaria dijo: Ver Mensaje
Perdoname, pero no se si te he entendido bien.
¿Me estas diciendo que necesito una resistencia de muchos mas ohmnios para bajar ese voltaje de entrada de Gate a 20V?
¿O me estas diciendo que me olvide de poner resistencias y que directamente cambie la fuente de alimentacion por una de 20V?

Un saludo y gracias.
Amigo, sabras disculpar la demora, imposible responder antes.
Bueno, respondiendo nuevamente a tu duda, la resistencia que se conecta como polarizacion del G, es de valor bajo, 15 OHM como tu ejem. esta correcto, si aumentas relativamente ese valor, puedes perder un control preciso del semiconductor sobre todo si este trabaja en conmutacion como es el caso. Ya que al poseer este una impedancia elevada en su entrada, si tu aumentas la resistencia polarizadora, pues la pequeña capacidad parasita que se encuentra entre GATE-SURTIDOR, forman una constante de tiempo considerable, y no seria lo mas conveniente.

Lo que debes hacer es lograr que la tension de excitacion no supere la Vgs max. o bien colocar un diodo zener de el valor apropiado entre G y S mencionados. Saludos.
04/05/2012 #8


Hola a todos de nuevo.
No, no me he perdido, jeje. Lo que pasa es que como ya os dije, no tengo ni idea de electronica pero si soy un poco cabezon, y como la unica forma de aprender es intentarlo por tu cuenta hasta que ya no quede mas remedio que preguntar, pues he tardado 4 meses (a ratos, eso si) en rediseñar mi dichoso puente H y en montarlo y probarlo (y un minuto en romperlo, jajaja). Os cuento...........

Como vi en el diagrama anterior que os colgue que habian muchos componentes que me serian dificiles de encontrar, pues me puse a investigar y al final acabe diseñando mi propio puente H. Aqui va una foto del esquema.



Al cambiar los mosfets, y teniendo estos unos valores de entrada VGS mas bajos, pues se me ocurrio utilizar dos reguladores de tension, uno que me diera una salida de 5V y que alimentara el 74HCT08N y el otro que diera una tension de salida de 16V y asi poder alimentar los drivers de mosfets y mosfets.





Una vez todo montado, lo primero que hice fue sacar de su zocalo la 74HCT08N y los TC4426 y TC4427 para probar, sin miedo a romper nada, las tensiones al final de los reguladores de tension. Para las pruebas utilice una fuente de alimentacion de 20V y 2A con rele termofusible. La de 24V y 20A pense que seria mejor dejarla en el cajon por el momento ..........
La medicion fue de 5.18V y 16.07V a la salida de estos, asi que todo parecia estar bien. ........

Luego puse los componentes en su sitio y situe las puntas del tester en los bornes de la salida hacia el motor. Volvi a conectar la fuente de alimentacion y el tester marcaba 0V (logico y normal al no tener nada conectado en el borne de PWM).

Para seguir con las pruebas, mi siguiente paso fue robar corriente de la salida del regulador de 5.18V y meterle esa tension al borne de PWM. Automaticamente el tester me marco 19.6V. Perfecto si tenemos en cuenta que eso seria al 100% de PWM de carga. AL CABO DE UN MINUTO DE PRUEBAS, UN 4905 (EL DE LA IZQUIERDA EN EL ESQUEMA) SE PUSO CALENTITO.

Pare y deje que todo se enfriara para poder hacer mi siguiente prueba. Una vez todo ok de nuevo, hice un puente entre los bornes de PWM y DIR, de esta forma tenian 5.18V los dos. Le di caña a la fuente y el tester marco -19.6V. FUNCIONA!!!!!!. Estaba que no cabia de gozo, jeje, pero duro poco ............. AL MEDIO MINUTO EL 4905 (EL DE LA DERECHA DEL ESQUEMA Y CONTRARIO AL DEL PASO ANTERIOR) SE PUSO MUY CALIENTE. Asi que nada, desconecte todo y espere a que se enfriara.

Y a partir de ahi creo que he roto algo...............
- Si conecto la fuente pero dejo los bornes de PWM y DIR sin conectar, el tester me marca -19.6V a la salida.
- Si conecto la fuente y le meto 5.18V a PWM y dejo DIR sin conectar, el termico de la fuente salta.
- Si conecto la fuente y le meto 5.18V a DIR y dejo PWM sin conectar, el tester me marca -19.6V a la salida.
- Si conecto la fuente y le meto 5.18V a DIR y PWM, el termico de la fuente salta.
- He repasado 3 veces todas las soldaduras traseras y que todo este donde corresponde.
- Una cosa rara que he detectado es que si pruebo los diodos SB540 con el medidor de continuidad del tester, hay 3 que pitan en un sentido y no en el otro, pero con el cuarto diodo, el que esta al lado del IRFZ44 de la derecha, ese pita en los dos sentidos (y creo que no deberia). Pero lo que mas me mosqueo es que lo desolde para cambiarlo, y al probarlo fuera del proyecto el diodo se comportaba corrrectamente, pitando en un sentido y no en el otro. Y aqui fue donde ya lo deje por imposible ..............



Imagino que lo que se ha roto es un 4905 e intentare cambiarlo este fin de semana. Ya compre recambios de todo pensando que esto pasaria, jejeje.
No obstante, si alguno me quereis dar un consejo o alguna cosa que deberia mirar .......... pues entare encantado de leeros. Aaahhh!!!!!. Y por favor, si alguien me puede comprobar el esquema se lo agradeceria, porque aunque creo que esta bien, siempre es mejor que lo vean 4 ojos, jeje.

Bueno, un saludo a todos y perdon por el ladrillazo que os he metido.
06/05/2012 #9


Una pregunta los mosfet se ta calentaban sin motor?
La diferencia de voltage entre el gate i el drain al menos a de ser 10 v . En la entra del mosfet gate se suelen alimentar a 12v i el drain y motor a 24 v. Eso en los mosfet npn.
El motor consume 20A. En el arranque puede consumir hasta 4 o 5 o mas veces la corriente nominal del motor. Por lo tanto el mosfet y los diodos se quedan pequeños.
Las puertas del mosfet han de estar conectadas o sea a V o masa no pueden estar en el aire si no se te calentaran los mosfet.
Como mas pequeña sea la R del gate menos se calentara el mosfet.
06/05/2012 #10


Gracias por la respuesta Homer.
Por lo que me comentas, entonces tengo un monton de cosas mal y que debo corregir, jeje. Me explico.

Asi es como tengo yo conectados los mosfets:



Imagino que estaran bien, no?. No estaran al reves ........

Cuando estaba probando el puente, en ningun momento llegue a conectar el motor, simplemente puse las puntas del tester donde deberia ir conectado el motor para saber que tension salia por ahi, y los IRF4905 se me calentaban un monton. Los IRFZ44N estaban bien.

Como ves segun el esquema, yo alimento el puente y el motor con una unica fuente de alimentacion (de 20V 2A para las pruebas y de 24V y 20A cuando todo vaya ok), y en el puente tengo dos reguladores de tension que dan a su salida 5.18V uno y 16.1V el otro.

Las gates las alimento con los 16.1V pero antes pasan por una resistencia de 10K, lo que imagino que bajara el voltaje pero no se hasta cuanto lo bajara (lo hice asi porque lo copie de otro puente que vi en internet). Asi que imagino que el problema, por lo que tu me comentas, este ahi. O no hay una diferencia mayor de 10V entre Gate y Source o la diferencia es tan alta que tampoco funciona.

EDITO: Acabo de medir la tension de entrada de las gates y es 16.1V.

No se, jeje. Mañana por la tarde me liare de nuevo con el puente y medire la tension que tengo a la entrada de las gates de los mosfets y de paso buscare el que se quemo y lo cambiare. A ver si consigo que esto funcione!!!!!

De todas formas, te agradeceria que me confirmaras que los Mosfets estan bien conectados con cada patilla donde deberia ir y que las resistencias de 10K a la entrada de cada gate es correcta, aunque si crees que la deberia cambiar por una de menos ohmnios la cambiaria.

Enga, un saludo y gracias por tu tiempo.
07/05/2012 #11


Voy avanzando ..............

Hoy he ido cambiando mosfets hasta que he dado con el roto.
Como los 4905 eran los que se calentaban, han sido los primeros que he cambiado. Primero uno y a probar ......... mecachis, este no es. Asi que a cambiar el otro, y cuando lo pruebo resulat que ese tampoco era. LA LECHE!!!.
Pues nada, a por los IRFZ44. Y ha sido cambiar uno de ellos y el puente parece que ha vuelto a la vida. FUNCIONA!!!!!!!

Las pruebas que he hecho son (siempre con las puntas del tester conectadas a la salida del motor y sin conectar motor alguno, o sea, sin carga):

- Con alimentacion y con PWM y DIR a 0V el tester me media 0V y los mosfets no se han calentado en un buen rato.
- Con alimentacion y con PWM a 5.18V y DIR a 0V el tester media 19.6V. He probado solo durante 3 o 4 segundos porque pasaba de rebentar algo de nuevo, y en ese tiempo no se ha calentado nada.
- Con alimentacion y PWM y DIR con 5.z8V el tester media -19.6V. He probado solo durante 3 o 4 segundos porque pasaba de rebentar algo de nuevo, y en ese tiempo no se ha calentado nada.

Creo que puedo decir que esto funciona, ¿no?. Por lo menos eso parece ...........

Yo imagino que la petada anterior fue por estar jugando con el cable de PWM y DIR con sus 5.18V y conectar y desconectar "on the fly". Seguro que los chisporrotazos no le sentaron muy bien a los mosfets. O a lo mejor incluso hice algun corto tocando con la punta del cable donde no debia. No se, la cuestion es que ahora funciona y estoy mas contento que las maracas de Machin.

Ahora el siguiente paso es armarme un 18F2550 e intentar hacer algo de PWM (cosa que tampoco he hecho en mi vida) y asi intentar probar bien el puente ya con un motor conectado.

Un saludo.

PD: Si alguien tiene por ahi un hex o conoce por ahi algun proyecto para novatos del que pueda pillar ideas, le estaria eternamente agradecido, jejeje.
07/05/2012 #12


ernesto felicidades pero yo no lo veo claro usar esos mosfet para un motor tan grande.
te adjunto un esquema que probé y funcionaba lo que al rato de cambiar de dirección el motor, los mosfet se calentaban y siempre alguno se rebentaba.
te he adjuntado un esquema para controlar dos motores, falta poner unos diodos en paralelo con los mosfet, entre drain y source.
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: doc esquema pont H.doc (78,5 KB (Kilobytes), 95 visitas)
07/05/2012 #13


Gracias por el esquema homer, pero yo soy muy cabezon y tengo que hacer que el mio funcione, jejeje. Aunque me guardo el tuyo en la recamara por si las moscas ..........

La fuente que le voy a poner al motor es de 24V y 20A, asi que "en teoria" los mosfets deberian aguantar ¿no?. Imagino que mejor caballo grande ande o no ande, pero he estado leyendo datasheets de modelos que soportan mayor amperaje y me he dado cuenta de una cosa: a Mosfet de mayor amperaje, mayor es el tiempo de reaccion de este. Asi que eso me corta un poco, no sea que el puente funcione "lento" de reacciones.

Pero bueno, si cuando empeice con las pruebas del motor gordo veo que van petando Mosfets, pues no me quedara mas remedio que poner unos mayores.

Gracias y un saludo.
19/09/2012 #14


ernestosantamaria dijo: Ver Mensaje
Gracias por el esquema homer, pero yo soy muy cabezon y tengo que hacer que el mio funcione, jejeje. Aunque me guardo el tuyo en la recamara por si las moscas ..........

La fuente que le voy a poner al motor es de 24V y 20A, asi que "en teoria" los mosfets deberian aguantar ¿no?. Imagino que mejor caballo grande ande o no ande, pero he estado leyendo datasheets de modelos que soportan mayor amperaje y me he dado cuenta de una cosa: a Mosfet de mayor amperaje, mayor es el tiempo de reaccion de este. Asi que eso me corta un poco, no sea que el puente funcione "lento" de reacciones.

Pero bueno, si cuando empeice con las pruebas del motor gordo veo que van petando Mosfets, pues no me quedara mas remedio que poner unos mayores.

Gracias y un saludo.
Que tal como estas, solo para preguntarte si hiciste las pruebas de tu circuito se ve bien pero se si t funcionó.
Saludos
03/08/2017 #15

Avatar de jpmonje

Hola a todos.
Estoy armando un puente H para un motor DC.
Tomé el diseño que adjunto de internet y lo estoy probando en la protoboard.
Mi consulta es si se pueden reemplazar los transistores por mosfet y que otro cambio debería considerar
Imágenes Adjuntas
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03/08/2017 #16
Moderador general

Avatar de Fogonazo

jpmonje dijo: Ver Mensaje
Hola a todos.
Estoy armando un puente H para un motor DC.
Tomé el diseño que adjunto de internet y lo estoy probando en la protoboard.
Mi consulta es si se pueden reemplazar los transistores por mosfet y que otro cambio debería considerar
Puente "H" MOSFET
03/08/2017 #17

Avatar de jpmonje

Hola, Fogonazo gracias por tu pronta respuesta. Lamentablemente el link no me llevó a ningún lado y esas palabras en el buscador del foro arrojan resultados variables.
En san google encontré este circuito que adjunto y voy a probar. Mi duda ahora es si hay alguna manera de utilizar solo mosfet de canal N ya que los de canal P no los tengo a mano hasta la otra semana
Imágenes Adjuntas
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