PWM con PIC + MOSFET

[alejandroa76]

Quiero aplicar una señal PWM que se genera en un PIC a un transistor MOSFET. Como la tensión de disparo del MOSFET es menor que la que puede dar el PIC voy a necesitar un DRIVER. La consulta es si me conviene usar un driver integrado o construir uno con algunos transistores.
El MOSFET es un IRF3205 y la señal PWM ronda en 20 KHz.
Se aceptan sugerencias....

Gracias

 

[R-Mario]

Integrado, hay que aceptarlo, ahora todo esta integrado jajaja, pero como que la tension de disparo en menor que la que puede dar el pic, que no es al revez, es mayor que la que puede dar el pic, mas o menos ronda los 10V, o no!!! pues puedes usar un simple optoacoplado con transistor de salida que soporte un vce de unos 20v y con eso o un simple transistor pedorro, y a 20Khz se va escuchar un zumbido odioso, sobre todo para los perros jajajaj

 

[alejandroa76]

Gracias por tu respuesta. Tenés razón, escribí mal, la tensión de disparo del MOSFET es mayor que la que me puede dar el PIC... Escribí el mensaje medio dormido... ja,ja,ja.
Bueno, si no quiero torturar a los perros, para 20KHz, ¿tengo que ir si o si a un integrado?. ¿Alguna sugerencia?

 

[seaarg]

Busca sobre driver totem pole (2 transistores discretos). O fijate en algun post de smps elevadora dc que ahi se implementan.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Quiero aplicar una señal PWM que se genera en un PIC a un transistor MOSFET. Como la tensión de disparo del MOSFET es menor que la que puede dar el PIC voy a necesitar un DRIVER. La consulta es si me conviene usar un driver integrado o construir uno con algunos transistores.
El MOSFET es un IRF3205 y la señal PWM ronda en 20 KHz.
Se aceptan sugerencias....
Gracias

Hola Amigo, aqui te adjunto un circuito (con Proteus), la alimentacion al mismo dependera de la tension de trabajo de GATE, del MOSFET que uses.-

 

[alejandroa76]

Gracias por las respuestas.
Una consulta para Gudino Roberto, veo que en el circuito que adjuntas, la corriente del GATE la aporta un BC558 cuya IC_MAX es 100mA, ¿te parece que alcanza con 100mA? ¿No debería se un poco mayor a eso?.
Respecto al driver integrado, mi tensión de alimentación sería de 24V. Estuve mirando los drivers en la pagina de Microchip y me cuesta conseguir uno que soporte esos 24 o más volts de fuente (supongo que es el parámetro VDD). ¿Alguna guia o sugerencia para saber cual elegir?, ¿Alguien me recomienda alguno?.
Gracias por los aportes.

 

[fdesergio]

Gracias por las respuestas.
Una consulta para Gudino Roberto, veo que en el circuito que adjuntas, la corriente del GATE la aporta un BC558 cuya IC_MAX es 100mA, ¿te parece que alcanza con 100mA? ¿No debería se un poco mayor a eso?.
Respecto al driver integrado, mi tensión de alimentación sería de 24V. Estuve mirando los drivers en la pagina de Microchip y me cuesta conseguir uno que soporte esos 24 o más volts de fuente (supongo que es el parámetro VDD). ¿Alguna guia o sugerencia para saber cual elegir?, ¿Alguien me recomienda alguno?.
Gracias por los aportes.

Usa los TRs es lo mas adecuado para tu trabajo, lo de la corriente no es relevante recuerda que los mosfet se saturan con Tension y no con CORRIENTE, teoricamente la corriente del gate es nula y solo se debe tener en cuenta la resistencia de gate para el caso de capacitancia de entrada elevada, chauuuuuuuuu

 

[alejandroa76]

Respecto al la corriente del GATE, encontré la nota de aplicación AN786 de Microchip, y rescaté que para un caso tipico, la corriente de Gate es de 2 Ampers. Les transcribo los cálculos.
In equation form:
QG = (CEI)(VGS)
and
IG = QG/t(transition)
where:
QG is the total gate charge, as defined above
CEI is the equivalent gate capacitance
VGS is the gate-to-source voltage
IG is the gate current required to turn the
MOSFET on in time period t(transition)
t(transition) is the desired transition time
For example:
Given: N-Channel MOSFET
VGS = 10V
t (transistion) = 25nsec
Find: Gate drive current, IG.
From the MOSFET manufacturer’s specifications, QG = 50nC at
VGS = 10V. Using IG = QG/t(transition):
IG = QG/t(transition) = 50 x 10-9/25 x 10-9 = 2.0A
Entiendo que mi driver debe poder proporcionar los 2 A al Gate del MOSFET. ¿Es así?
Gracias

 

[Gudino Roberto duberlin]

Gracias por las respuestas.
Una consulta para Gudino Roberto, veo que en el circuito que adjuntas, la corriente del GATE la aporta un BC558 cuya IC_MAX es 100mA, ¿te parece que alcanza con 100mA? ¿No debería se un poco mayor a eso?.
Respecto al driver integrado, mi tensión de alimentación sería de 24V. Estuve mirando los drivers en la pagina de Microchip y me cuesta conseguir uno que soporte esos 24 o más volts de fuente (supongo que es el parámetro VDD). ¿Alguna guia o sugerencia para saber cual elegir?, ¿Alguien me recomienda alguno?.
Gracias por los aportes.

Hola Amigo, fdesergio responde muy acertado a tu pregunta.-
Con respecto al driver puedes subir algun esquematico para interpretar mejor? GRacias!!!

 

[alejandroa76]

Hola:
El cálculo sale de la siguiente nota de aplicación:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00786a.pdf

Analizando el tema, observé que todo depende de los flancos del pulso (subida/bajada), si son muy abruptos tiene que cargar/descargar QC en menos tiempo, por lo que necesita más corriente. Si no son abruptos, tiene más tiempo y por ende usa una corriente menor.
El tiempo es el t (transistion) que yo usé 25nseg que es el que aparece en la AN786; pero debería haber usado el del PIC. (Que lo tengo que averiguar.... ja,ja,ja)
Saludos

 

[Nilfred]

En realidad para 20 kHz no necesitas una transición de 25 ns, eso es para 20 MHz. No se que estas haciendo pero estimo que te podes conformar con mucho menos.

 

[alejandroa76]

Gracias por tu respuesta. Te cuento en que ando trabajando. Quiero cargar una batería de 12V o 24V, la carga la controla un PIC utilizando PWM. Elegí una frecuencia de trabajo de 20KHz (no sé si es mucho o no, se aceptan sugerencias). El PWM lo debería inyectar a un circuito que dispare el MOSFET IRF 3205. En estos momentos estoy renegando con el circuito de driver. Encontré algunos en internet y los adapté; pero no responden bien a los 20KHz, funcionan bien hasta 1KHz.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Gracias por tu respuesta. Te cuento en que ando trabajando. Quiero cargar una batería de 12V o 24V, la carga la controla un PIC utilizando PWM. Elegí una frecuencia de trabajo de 20KHz (no sé si es mucho o no, se aceptan sugerencias). El PWM lo debería inyectar a un circuito que dispare el MOSFET IRF 3205. En estos momentos estoy renegando con el circuito de driver. Encontré algunos en internet y los adapté; pero no responden bien a los 20KHz, funcionan bien hasta 1KHz.

Hola Amigo, has probado el esquematico que he subido?, con 20Khz. deberia funcionar

 

[Nilfred]

La frecuencia que elegiste no solo es baja, encima está en el rango audible.
El inductor te va a salir monstruoso en el orden de los mH. Salvo que la idea sea usar núcleo de hierro.
Yo usaría entre 500 kHz y 750 kHz, MOSFET de bajo voltaje con buen balance entre Rdson y Qg que minimice las perdidas de conmutación. Claro que nunca usaría un PIC con tanto integrado de carga de batería para elegir.
Aunque todavía no vi un integrado que haga burbujear las baterías de vez en cuando. Seguramente tu implementación hará algo especial como eso.

 

[alejandroa76]

Hola Amigo, has probado el esquematico que he subido?, con 20Khz. deberia funcionar

Lo simulé con Proteus y la señal PWM no sale, la señal se va recortando a lo largo del circuito

La frecuencia que elegiste no solo es baja, encima está en el rango audible.
El inductor te va a salir monstruoso en el orden de los mH. Salvo que la idea sea usar núcleo de hierro.
Yo usaría entre 500 kHz y 750 kHz, MOSFET de bajo voltaje con buen balance entre Rdson y Qg que minimice las perdidas de conmutación. Claro que nunca usaría un PIC con tanto integrado de carga de batería para elegir.
Aunque todavía no vi un integrado que haga burbujear las baterías de vez en cuando. Seguramente tu implementación hará algo especial como eso.

Uhhh se me queman los papeles. Este es mi primer diseño, tengo muchooo que aprender.
Entiendo que el valor de la frecuencia sólo tiene relación con el tamaño de la bobina. ¿Es así?, ¿se me escapa algo?. Y, ¿que problema habría en usar nucleo de hierro? (pregunto porque no se).
¿Podrías mencionar algunos integrados de carga de baterías?, así los veo (al menos uno o dos... ja,ja).
Gracias por la paciencia.

 

[dieber]

hola, tengo un circuito hecho con un l293d que lo use en un control de motores, si te sirve a ca va el cto en proteus... suerte..!!

 

[Nilfred]

La frecuencia tiene relación con la eficiencia, el tamaño de bobinas y condensadores.
No hay problema en usar núcleo de hierro ¿Vas por ese camino?
UC3906, MC33341 si vas por el lado del plomo.
Es cuestión de buscar, todos los fabricantes tienen al menos 1, el tema puede ser conseguirlos en Argentina o comprarlos en el exterior.

 

[alejandroa76]

En realidad voy a usar un PIC porque tambien lo necesito para otras cosas. Voy a ver de subir la fecuencia para que no esté dentro del espectro audible; pero con el circuito de driver que consegí no puedo llegar a los 500KHz.
Para esa frecuencia supongo que tendía que caer en un integrado y elegir otro MOSFET.
No se las complicaciones de usar una bobina con núcleo de hierro o ferrite. ¿Se consiguen? o me voy a meter en un problema?????. La batería a utilizar es de GEL del tipo VRLA.

 

[Nilfred]

Si existe se consigue, en la wiki tenes un listado de proveedores.
Si vas a usar un regulador cualquiera, el PIC solo tiene que interferir la red de Feedback.
Hay integrados que ya tienen el MOS incorporado.

 

[alejandroa76]

Una consulta importante con respecto al driver, ¿que pasa si el terminar SOURCE del MOSFET no está conectado a tierra?. La mayoría de los drivers discretos son para el source a tierra. En otra parte de mi circuito pensaba usar otro MOSFET como una simple llave en serie (tipo ON-OFF para 30 Ampers). Pero si lo conecto en serie, es evidente que el source no va a masa. ¿Hay alguna solución para esto o tengo que caer en los drivers integrados del estilo IR2112?.
Gracias