Pilotare forti carichi resistivi con mosfet

[kf00115]

Sui mosfet ho sempre dei problemi: ho un fornetto per stampare pupazzetti di cera auto costruito vecchio di 15 anni circa . C'è un piano metallico con 6 piccoli stampi. Il piano è riscaldato, Si mette la cera negli stampi si accende e dopo un tot tempo i pupazzetti sono pronti. Problema: il tutto si è scassato. Il circuito stampato è una mille fori con componenti saldati. Molto vecchia .Il piano riscaldato lavora a 12 V e assorbe circa 17 A Vorrei usare un PIC e rifare tutto. Il vecchio circuito usa Mosfet BTS141 canale N che non si trova più (logic level) e starno ma sembrerebbe che venga usato in Drain comune. Comunque SENZA ALETTA di raffreddamento. C'eè poi un NE555 xon potenziometro per variare una sorta di PWM. Sto cercando di usare un IRFZ444N con RDS 17.5 mOhm, non logic level a source comune (ne ho circa una decina) . Tra gate e massa ho messo un resistore 10 K ohm Anche se per prova piloto il Gate direttamente a 12 V con Resistore da 100 ohm, (penso di essere in saturazione) il mosfet scalda come una stufetta. La VDS è intorno a 370 mV. E' impensabile usarlo così. Se anche poi usassi un driver per pilotarlo da PIC e volessi fare un PWM starei ancora peggio Abbassando la polarizzazione il Mosfet mi va in funzionamento lineare e diventa lui una stufetta. Dove è che commetto errori? Grazie x l'interessamento

[aldofad]

Posta lo schema con Fidocadj cosi' ricevi aiuto da tutti e io posso capire cosa intendi con drain - source in comune e altri dubbi.

E' normale che senza un minimo di dissipatore il mosfet scaldi con tutta quella corrente

[posta10100]

Ciao,

quel MOS ha RDS da 17.5mOhm e se ci fai passare 17A, hai circa 300mV di caduta e 5W di potenza da dissipare.
Potresti usarlo per sciogliere direttamente la cera!

Devi usare un MOS con RDS più bassa, ad esempio un IRF1324PBF che ha la RDS da 1.5mOhm.
In questo modo avresti meno di 30mV di caduta con poco più di mezzo watt di potenza. Forse ce la fai anche senza dissipatore (dovrebbe prendere solo una trentina di °C).

[simo85]

Il vecchio circuito usa Mosfet BTS141 canale N che non si trova più (logic level) ... Sto cercando di usare un IRFZ444N

Un MOSFET a canale N logic level è l' IRLZ44N (notare la L di Logic nel nome) che ha una decisamente più bassa, ovviamente.

PS: ultimamente esiste questa mania di raccontare i circuiti a parole invece di proporre uno schema.

[Pixy]

Ti quoto simo85

Consigliare un mosfet solo perché ha una rdson più bassa o perché sopporta maggior corrente , non sempre risolve il problema perché maggiore potenza implica per esempio pilotaggi diversi
Senza schema si va alla fortuna

[kf00115]

Ho comprato un po di materiale:
Mosfet IRF1324 non logic level ma bassa Rds (mediamente 1.8 m ohm)
MOsfet IRLZ44 logic level ma Rds 22 m ohm

Come segnale di comando uso un pin del PIC 0 - 5 Vdc.
Con il carico resistenza forno 12V, R= 0.7 ohm sono arrivato che il miglior funzionamento è il circuito che allego.
Però solo funzionamento ACCESO/SPENTO . In ACCESO (uscita PIC=5V) il forno scalda bene e anche dopo 1 minuto il MOSFET è caldino ma si tiene benissimo in mano (non ho termometro)

Se provo a fare un PWM sono superdisastri. (in pratica il mosfet diventa un forno)
Solo con PWM maggiore del 90% le cose riprendono a funzionare accettabili. A questo punto non ha senso il PWM

Ho provato sia frequenza da 500 Hz, 1000 Hz , 5000 Hz
Probabilmente gli impulsi ON OFF non caricano e scaricano rapidamente la capacità in ingresso del mosfet e invece di avere delle frustate ON OFF ho un funzionamento blando in commutazione e il mosfet non satura.
Come posso fare evitando l' uso di Driver opportuni ?

Ho provato il mosfet logic level IRLZ44 , sempre a source comune , ma l'unica cosa che ho ottenuto è che posso pilotarlo da PIC direttamente (senza i due BJT) ma con VIN 5V non ho la saturazione del Mosfet che scalda molto. SE VIN=12 V ho una perfetta conduzione. Ma a questo punto ho bisogno di aggiungere i BJT visto che il PIC mi da al max 5V. Non so con l'uscita OPEN DRAIN del PIC collegandola in PULL UP a 12 V (da provare)

Domanda: il forno originale usava un BTS141 ( logic level) collegato a DRAIN COMUNE pilotato da un NE555 che variava la sua frequenza tramite un potenzionetro da 47K ohm. E il mosfet non aveva aletta di rafìfreddamento

Sicuramente l ' NE555 assicura un pilotaggio a 12V
Ma assicura anche la saturazione durante la modulazione PWM ?

Grazie in anticipo per i consigli ed i commenti

[IsidoroKZ]

Come posso fare evitando l' uso di Driver opportuni ?

Non puoi . Il driver potrebbe anche solo essere una coppia di transistori, se prima hai un segnale di ampiezza opportuna, ma per accendere e spegnere in fretta il MOS non bastano i pochi milliampere che puo` fornire una logica.

Non so con l'uscita OPEN DRAIN del PIC collegandola in PULL UP a 12 V (da provare)

No, non farlo. A meno che non sia una uscita non protetta e che non sia esplicitamente indicato dal datasheet.

Sicuramente l ' NE555 assicura un pilotaggio a 12 V
Ma assicura anche la saturazione durante la modulazione PWM ?

Mi sembra molto strano che fosse a drain comune. Forse aveva un sistema di bootstrap?

Un 555 riesce a dare in uscita 200mA e oltre, corrente che accende e spegne il MOS molto piu` in fretta che l'uscita di un micro.

[aldofad]

Qui si sta ipotizzando che la velocità di commutazione di un mosfet dipende dalla corrente che fluisce attraverso il gate?

[IsidoroKZ]

Non e` una ipotesi, e` un fatto assodato .

Per ottenere i tempi di accensione e spegnimento che vengono riportati nel datasheet e` necessario fornire delle correnti di gate, sia positive che negative, dell'ordine degli ampere per poche decine di nanosecondi.

Ridurre i parametri parassiti del circuito diventa fondamentale per riuscire a ottenere quelel prestazioni.

Se hai fatto un po' di elettronica analogica (essenzialmente teorema di Miller) posso spiegarti con uno schema la ragione di questa corrente elevata.

[aldofad]

Ma scherziamo? Correnti nell'ordine degli Ampere attraverso il gate di un mosfet?? E meno male che dovrebbe solo lavorare in tensione, figuriamoci allora cosa dovrebbe passare per la base di un transistor seguendo questa logica..