High side MOSFET driver: ¿Cúal elegir?

#1
Estuve buscando en internet, integrados y diversas formas de controlar un MOSFET-N flotante, que no esta referenciado a masa.

La idea general es meterle 10v-12v mas al Gate que lo que haya en el Source.

Lo primero que se me ocurrió es meterle una batería de 12v flotante, veo que nadie hace eso, aunque me llamó la atención un optoacopaldor que actua sobre una celda fotovoltaica.
Otra cosa que veo que en todos lados dice: "esto es mejor que mediante opto-acoplador", pero no encontré circuito alguno que me muestre como sería con el opto.

Recurro a la experiencia de la gente del foro para que me encarrile a la forma habitual que todos usan hoy en día para hacer el driver, ya que recien empiezo con esto.

Si usas un integrado, componentes discretos, optos o conoces una página donde explique, agradeceré.
 
#2
Saludos. Existe un opto fabricado por NEC que es el PS9634. Solo tiene que conectarlo de la siguiente forma.

La fuente que alimenta el opto debe ser de al menos 12 voltios pero por seguridad recomiendo que no supere los 15. Recuerde que la idea es aplicar una tensión VGS al Mosfet para que este opere como interruptor.
 

Adjuntos

#3
Hola. Una pregunta:

¿Existe algún CI similar al L293D (Driver H Cuádruple) pero que no sea cuádruple pero dual? Es decir, con el L293D puedo controlar 4 motores de manera unidireccional o dos bidireccionalemnte. Lo que necesito es controlar 1 motor bidireccionalmente. El L293D me cuesta algo así como 4usd, así que pensaba que un CI que fuera la mitad de un L293 me podría ahorrar algo de dinero y espacio.
 
#7
Hola, estoy haciendo un driver del circuito de Esteca, para el manejo de PAP, el tema es que le llegan pulsos al gate de cada mosfet pero ni se enteran, le estan llegando 5.8V con VCC de 5 para la logica y la tension de D es de 24Vcc, los PAP son de 6VCC.¿alguien sabe que puede estar pasando?, le clave el osciloscopio y los pulsos son OK
 
#8
La clave es la tensión que necesita el gate para dispararse correctamente. Buscá la hoja de datos del mismo, y fijate a qué tensión de gate corresponde la especificación de la resistencia Drain/Source en on.
 
#9
Usa mosfet que sean de voltaje de disparo logico, estos soportan tensiones en el gate de 5V.Debe haber ciento en los manuales de los fabricantes. Solo alguno nombrados:
IRLR7843
AQ4411
Si7370
FDS8958A
CEM4953

Otra alternativa es usar drivers, ya sea los discretos (transistores) o integrados (IRXXXX,IR4426 ..).
 
#10
Hola, zopilote y Black Tiger1954, desde ya GRACIAS por interesarse en ayudarme, les comento que la tension de disparo se encuentra en valores acordes a la data sheet, y es mas , este driver esta probadisimo y funcionando y a la venta por su creador, ESTECA, que ademas de la venta facilita en forma libre su difucion y copia en su pagina, con una buena info del mismo. yo cambie por no encontrarlo localmente al mosfet que el usa , un IRFZ44 X un IRFZ48, la data sheet es compatible. En un intento desesperado anoche reemplace uno de los 4 por un irf620 ( tenia uno solo a mano) y magiaaaaaaa. salio con fritas, ahora estoy desconfiando de los 4 irfz48 que sean truchos ya que compare con varios modelos de mosfet usados que tengo y ningun mosfet me da mediciones de resistencia entre patas como los comprados. deberé esperar unos dias a comprar via BsAs de otro proveedor. si se les ocurre algo estaré a la escucha. GraciasSSSSSSSSS MMMMMmil y los mantedré al tanto como para que sirva de experiencia.
 
#11
Hola!!! Estoy haciendo un trabajo para la facu sobre el diseño de drivers para MOSFET en conmutación. Mi duda es, si pueden ayudarme, para que sirve la resistencia que se coloca entre gate y surtidor del MOSFET. Es decir, mi circuito de simulación es una fuente de pulsos de tensión en serie con una resistencia y conectado al gate. Pero a su vez he visto en algunas bibliografías que agregan una resistencia entre el gate y el surtidor, pero no explican cual es su función, he encontrado en "un sólo libro" que sirve para ayudar al apagado, pero cuando simulo con y sin esta resistencia en Orcad no veo que haya mucha diferencia.
Agradecería una respuesta!
Saludos!
 
#14
Esa resistencia se pone para que sea mas rapido el corte del fet, osea, el fet tiene una capacidad (interna) en el gate y hasta que esta no se descargue, el fet no corta, por eso la utilidad de la resistencia, aunque hay metodos mas eficaces como manejar el gate directamente desde un totem pole, ó poniendo un diodo en paralelo con la resistencia que está en serie con el gate, con el anodo hacia el fet, así cuando la entrada va a cero, la capacidad se descarga por el diodo. Igualmente cuando trabajas en baja frecuencia, 50Hz por ej., esta resistencia no es tan necesaria y da lo mismo si no la tiene. Espero haberte ayudado. Saludos.
 
#15
Gracias! Si, me sirve... Mas o menos tenía una idea, pero como yo simulé el circuito con y sin resistencia y no observé una diferencia bien marcada me agarraron mis dudas.
Saludos! ;)
 
#16
Hola!!! Estoy haciendo un trabajo para la facu sobre el diseño de drivers para MOSFET en conmutación. Mi duda es, si pueden ayudarme, para que sirve la resistencia que se coloca entre gate y surtidor del MOSFET. Es decir, mi circuito de simulación es una fuente de pulsos de tensión en serie con una resistencia y conectado al gate. Pero a su vez he visto en algunas bibliografías que agregan una resistencia entre el gate y el surtidor, pero no explican cual es su función, he encontrado en "un sólo libro" que sirve para ayudar al apagado, pero cuando simulo con y sin esta resistencia en Orcad no veo que haya mucha diferencia.
Agradecería una respuesta!
Saludos!
Hola Amigo, bueno, sabemos que los transistores MOSFET se caracterizan por su elevada impedancia de entrada. Bien, pues, la resistencia que mencionas, cuya denominacion es Rgs, su funcion es "polarizacion", con ella se logra cortocircuitar el campo electrico formado entre el GATE y SURTIDOR, cuando este no recibe tension Vgs(decimos "campo electrico", puesto que la corriente entre G y S es practicamente despreciable). En un sistema de conmutacion es muy importante su uso, ya que de otra manera el semiconductor podria trabajar en una region pseudo-conmutada, aumentando la disipacion de potencia del mismo.
 
Última edición:
#17
Me encapriché con crear un driver para mosfet aislado. Explico un poco lo que hice y después pongo mi pregunta para que me den una ayuda.

La idea es un driver que pueda trabajar aislado de la tierra donde está referida la fuente de PWM, como está planteado en el primer mensaje de este tema por el forista Nilfred. Esto es porque estoy probando unos microcontroladores DSC que como es normal serán la fuente de PWM y tienen que estar referidos a tierra si o si para sacarle buen provecho. El circuito final es un convertidor reductor para hacer luego una fuente variable via microcontrolador (PWM). Además este micro tiene ADC doble, con lo cual puedo medir tensión y corriente de salida al mismo tiempo (por esto conviene que esté referido a tierra). Este es el esquema básico:
esquema 1.jpg


La aislación la hago con 2 capacitores C1 y C2, que aplican la señal de PWM a un divisor resistivo. Como el valor de continua queda atrapado en los capacitores, la señal entre los bornes A y B es la PWM "bajada", con lo cual le pongo un comparador con un TL081 para que me vuelva a crear la PWM "bien hecha".
La señal que aplico al capacitor no la saco directamente del micro, por las dudas, sino que la hago pasar por un buffer de compuertas de un 4001.
La tensión que hay entre las 2 tierras, en principio, no me molesta porque es un valor de modo común y el AO la rechaza.

El circuito completo funciona en el simulador, o por lo menos hace andar moderadamente bien al convertidor reductor.

Ahora bien, aca viene el problema. Lo que no puedo solucionar es que el TL081 me saque una salida "decente". El problema es cuando pasa del pulso angosto al pulso ancho, es como que le falta velocidad, sin embargo la pendiente opuesta la logra con buena velocidad. Hay algun AO mas rápido que el TL081 para usar de comparador?, probé con el LF357 y es el mismo problema.
La frecuencia que estoy usando es de 30 kHz y ciclo de trabajo del 20%.

Lo que vengo armando hasta ahora en la protboard es hasta la salida del AO, y el simulador me está dando lo mismo que me mide el osciloscopio. Esta es la salida del AO:
esquema 3.jpg
esquema 2.jpg
 

DOSMETROS

Insipient Constructor
#18
A que frecuencia estás trabajando ?

En vez de dos capacitores por que no usas un transformador de pulsos para aislar , o en vez de aislar la entrada sólo aislás el disparo del gate con el mencionado transformador .
 
#19
La frecuencia ahora es 30 kHz. Con transformador es lo primero que pensé pero lo descarté por lo siguiente: supongamos que armo este circuito para alimentar el trafo:

fo2.jpg

Con el mosfet Q1 aplico los 3.3V en el primario y el diodo me aplica 0.4V aprox. cuando corto el mosfet. El problema es que debo descargar por completo la inductancia magnetizante del trafo en cada ciclo, sino se me va a ir acumulando flujo y se satura el nucleo.

fo3.jpg

Entonces planteo las euaciones para el límite en el ciclo de trabajo que puedo usar y me da un miserable limite de 11%, como máximo. Yo esperaba poder variar de un 20% a un 80% por lo menos. Por eso opté por los capacitores.

fo1.jpg
 
#20
Y si utilizas los optoacopladores para menjo de mosfet, cubren tu frecuencia de trabajo, los he visto utilizarlos en la salida aislada par el control de motores DC
Fijate en los FOD8383/4 de Fairchild
También tenes los HCPL3020-000E, HCPL3140, HCPL314J, HCPL316J. HCPL3101
 
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