Dimmer IGBT controlado por PWM

También se puede optoaislar el disparo del IGBT.
Una lámpara incandescente, si consigues encontrar alguna, se pude dimerizar como sea, alimentar en continua o alterna.
Una lámpara led no está tan claro porque en su interior puede ir una fuente de alimentación que se vualva loca con el dimerizado, como poco va a trabajar para contrarrestarlo.
 
Cuántas lámparas vas a controlar? Para funcionar a tensión de red? Recuerda que el circuito que siempre publicas NO ESTÁ AISLADO de la red. Por lo tanto no puedes tocar la tarjeta controladora mientras esté alimentando la o las lámparas. Hay que optoacoplar si o si!
 
Cuántas lámparas vas a controlar? Para funcionar a tensión de red? Recuerda que el circuito que siempre publicas NO ESTÁ AISLADO de la red. Por lo tanto no puedes tocar la tarjeta controladora mientras esté alimentando la o las lámparas. Hay que optoacoplar si o si!
También se puede optoaislar el disparo del IGBT.
Una lámpara incandescente, si consigues encontrar alguna, se pude dimerizar como sea, alimentar en continua o alterna.
Una lámpara led no está tan claro porque en su interior puede ir una fuente de alimentación que se vualva loca con el dimerizado, como poco va a trabajar para contrarrestarlo.

Estoy dimmerizando (o tratando) lámparas incandescentes, 2 lámparas. Es para conectar a 220V de la red.

El problema que tengo es el siguiente: estoy haciendo un proyecto de domotica, la dimmerización es una parte pequeña del proyecto, el problema radica en que ya tengo hecha la placa madre para todo el proyecto y la dimerización tiene sus pines asignados (pin de PWM, pin de +5V y pin de gnd), es decir, no puedo modificar la placa madre y solo tengo los pines mencionados, no puedo agregar, por ejemplo, un pin de detección de cruce por cero.
Hice un circuito (driver) para manejar tensiones alternas de 220V, ese circuito no me sirve y ahora necesito uno nuevo pero que tenga los mismos pines que mi placa.

encontré este otro circuito: giesberts3.jpg que opinan??
 
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Me parece que usar una placa STM32 es bastante mucho para ese desafío.
Si vas a trabajar con 220V mediante PWM, deberás rectificar/filtrar la tensión de red y optoacoplar en algún punto, creo que se recomendó varias veces ese punto.
Pero ahora viene el detalle, al filtrar la tensión de red, la misma se eleva a tensión pico, por lo tanto tu sistema de control PWM NO debe superar el 70%, ya que en esa instancia, tendrá el equivalente de tensión eficaz cómo si fuese 220V
 
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encontré este otro circuito: que opinan??
Que nunca entendí para que diablos conectan el transistor del optoacoplador en configuración de "seguidor de emisor" si no hay un corno de tensión que seguir. Seee...me dicen que lo usan como "switch" pero MINGA, el switch opera en el colector, no en el emisor, así que yo modificaría el circuito para poner el opto en "emisor común" e invertiría la excitación del LED, y no usaría el opto en modo pseudo-lineal sin ninguna realimentación.

Les dejo esta nota de aplicación de NEC para que vean como se comportan los optos con una y otra configuración (vean los Test Circuits 2,3,4 y 5) y analicen los niveles de tensión de salida a igual resistencia de carga para una y otra configuración.
 

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Ese circuito funciona ok, estaba por subir una simulación, tampoco no es nada nuevo se utiizaba mucho para conrol de motores, es una llave, lo que hace el mosfect une esos dos puntos y al unirlos circula coriente cuando no los une esta apagado, se utilizo muchísimo con SCR y funciona de maravilla
De esos similares hicimos muchos y tiene un control continuo, el pwm por así decirlo tronza la sinusoide de la línea.
Doc, tal como esta funciona joya, simulelo y verá que se comporta OK, si lo conecta en el colector no funciona por más que el emisor este a masa.
Recuerdo que hicimos un esquema similar antes que Elector llegara a la Argentina nos basamos en el mismo principio y de una forma no funcionaba pero de esa forma si, en aquellos años no había simuladores fue en vivo y en directo.
También se utilizo mucho ese principio en las luces psicodelicas on SCR, en control de potencia se veía, de echo lo vi en la facu, antes de que existieran los Igbt
Algunos ejemplos
1549662919653.png
1549663009503.png
Hay otra forma de hacerlo y es con la técnica anterior a la mostrada, cuando no habia ni triac's ni SCR y es algo muy pero muy sencillo se trata del amplificador magnético
1549663548325.png
Es una técnic archiprobada, muy efectiva, se utilizo en controles de mucha potencia, en la industria pesada, en puertos y en barcos.
Recuerdo cuando trabajaba en una empresa y vi una soldadora mig mag marca selenar de 500A, no olvido mi sorpresa al ver que todo se ajustaba con reostatos..... claro todo estaba basado en el amplificdor magnético
 
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Al no tener la base conectada a ninguna parte las configuraciones clásicas de emisor común, base común y colector común pierden bastante sentido.
 
Eso en el aire scooter, en la práctica no, funciona tan bien.
Tal como esta funcina joya, y ese esquema tomado de la revista Elektor se utiliza en escuelas técnicas, en las prácticas de laboratorio,
 
Pregunto: vieron la nota de aplicacion y los test circuits que les mencione?
Por mas que parezca un "dispositivo de dos terminales" la inyeccion de carga es por fotones sobre la juntura BE y se comporta como si polarizaran la base de un transistor normal, base que en estos bichos se usa para acelerar la eliminacion de portadores si es que queres mejorar la velocidad de respuesta.
Si fuera lo mismo poner la carga en cualquier lado la tension de salida seria la misma a igual carga y claramente no es así. Si la relacion de transferencia es alta, en emisor comun el transistor se satura y en seguidor de emisor no lo hace.
 
La verdadera razón por la que se coloca el control en el emisor es muy pero muy simple, la necesidad de apado del mosfet.
Cuando esta del lado del colector y por más que el emisor este a masa el mosfet no se apaga, de alli los optos con dos transistores complementarios para asegurar el apagado del mosfet.
Cuando el transistor interno se apaga el gate esta a potencial de masa por la resistencia, cuando esta del lado del colector, por más que el transistor este conduciendo a full no existe un potencial 0V, el potencial real esta por encima de 0V, lo que impide que la capacidad del gate se descargue y lo mantenga conduciendo, por eso cuando se trata de un mosfet canal N debe ponerse tal cual el esquema, si se trata de un mosfet de canal P si debe ponerse del lado del colector. o en su defecto utilizar un opto para mosfet que garatizan el apagado efectivo tanto para un canal N como para un Canal P
Esa disposición esta mostrada en libros tanto de ingenieria como de nivel técnico como la forma correcta del control de Mosfet.
Fin del Misterio
 
Analizando la foto que compartió el Dr. Zoidberg, el optoacoplador funciona cómo pull-up cuándo conduce. Así que no puede apagar al MOSFET. Eso lo hace la resistencia de 22K que está cómo pull-dn. La misma es la que permitirá la máxima fcia. de conmutación.
 
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Es que hay varios problemas usando la carga en emisor. El primero es que la tension de excitacion del mosfet es "desconocida" y de hecho, en la app-note es la mitad de la alimentacion y depende fuertemente de la carga en emisor y la relacion de transferencia del opto (una suerte de hfe), lo que implica que el opto trabaja en la zona lineal del fototransistor. Otro es que para lograr una tension de disparo alta la carga de emisor del opto debe ser grande y eso limita la velocidad de apagado del mosfet.

Con la carga en colector la tension de excitacion siempre es del valor de Vcc por que el opto esta en corte o saturacion (con Vcesat). La velocidad de apagado solo depende de la impedancia de saturacion del opto vista por el mosfet y que es muy inferior al valor de carga de colector del otro caso.
 
FogoOpiniones:

El tema de mejorar el comportamiento del opto me gusta :giggle::giggle:

Pero . . . :unsure::unsure: ¿ Que ?, ¿ NO habrán pensado que no iba a objetar algo noooo ? :devilish:

El IGBT es bastante mas caro que el humilde TRIAC

Si la carga NO es importante < 700mA, se puede controlar directamente con el TRIAC del optoaislador (A TRIAC) ¡ Off course !.

El IGBT necesita un rectificado previo
 
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Eso en un caso ideal, para esta aplicación que toma tensión del puente a traves del diodo D6, es rebajado a travéz de la serie de resistencias de 33K +220ohms y alli se filtra y estabiliza con capacitor de 2.2uF y zener de 10V.
Cuando el mosfet conduce pone en corto el puente de diodos permitiendo que circule tensión de linea hacia la lámpara (en este caso) o motor por lo que al estar del lado del emisor es inmune a los que pasa del lado del colector.
No se puede tomar el opto aislado del esquema es como funciona en este esquema y no donde hay una fuene continua permanente.

Puedes simularlo, hasta en livewire la simulación es satisfactoria, en este caso el transistor del opto trabaja com un simple swich, mejor que si hubiera un transistor ya que no hay potencial de base
 
Yo creo que solo lo he visto una o dos veces y en aplicaciones de baja potencia.

Si he visto y trabajado con sistemas de "Apagado forzado" del SCR en aplicaciones de potencias "Groseras" > 100KW, que se parecería algo mas a un PWM pero a un co$$$to enorme.
A pesar de la aparición de los IGBT´s se continúan prefiriendo, en muchas aplicaciones, los sistemas de regulación con SCR´s en apagado forzado por su mayor confiabilidad.
Fogonazo, cómo quedaría para ti el diseño final de este dimmer IGBT, controlado por PWM y con detección de cruce por 0 para su aplicación como control de temperatura en un horno eléctrico.
Consideraciones a tener en cuenta:
1 - La señal de control vendrá desde un PLC
2 - Hago énfasis en el uso de IGBT porque se me hace imposible disponer de otros semiconductores citados en el foro, concretamente dispongo de IGBT de mediana potencia (Infineon FZ600R12KE4)

Fogonazo agradecería mucho su respuesta, mis conocimientos son muy básicos como para sacerdote este proyecto adelante por mi mismo.
Saludos cordiales
 
Fogonazo, cómo quedaría para ti el diseño final de este dimmer IGBT, controlado por PWM y con detección de cruce por 0 para su aplicación como control de temperatura en un horno eléctrico.
Consideraciones a tener en cuenta:
1 - La señal de control vendrá desde un PLC
2 - Hago énfasis en el uso de IGBT porque se me hace imposible disponer de otros semiconductores citados en el foro, concretamente dispongo de IGBT de mediana potencia (Infineon FZ600R12KE4)

Fogonazo agradecería mucho su respuesta, mis conocimientos son muy básicos como para sacerdote este proyecto adelante por mi mismo.
Saludos cordiales
¿ De que potencia es el horno ?
¿ Con que tensión trabajan las resistencias ?

Controlar un horno de potencia con MOSFET requiere, además de los MOSFET varios componentes de "Alta Corriente"
 
¿ De que potencia es el horno ?
¿ Con que tensión trabajan las resistencias ?

Controlar un horno de potencia con MOSFET requiere, además de los MOSFET varios componentes de "Alta Corriente"

El horno usa 8 resistencias de 1.2 kW, a 240 V, a que otros componentes de "Alta Corriente" te refieres?

Muchas gracias por la pronta respuesta.
Saludos
 
El horno usa 8 resistencias de 1.2 kW, a 240 V, a que otros componentes de "Alta Corriente" te refieres?

Muchas gracias por la pronta respuesta.
Saludos
Calculo que piensas alimentar la/las resistencias con la tensión de red (240Vca), pero los IGBT admiten solamente una tensión continua.

¿ Ves el inconveniente ?

Mira estos esquemas:

dimmer-igbt-jpg.90390
 
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