Pilotare forti carichi resistivi con mosfet

[IsidoroKZ]

Solo in simulazione, ho provato un circuito che realizzi una serie di impulsi molto squadrati (tempi salita e discesa minimi) il CD40106 che è anche trigger di schmitt.

Una qualunque porta logica non riesce a fornire abbastanza corrente per accendere e spegnere in fretta un MOS. Ci vuole almeno il circuito indicato da simo85 al quale bisogna ancora aggiungere un buon condensatore ceramico sulle alimentazioni, perche' quando il driver ha bisogno di carica, gli serve subito non ha tempo di andare a prenderla lontano (=passare per induttanze parassite).

Mettere due porte Schmitt trigger in parallelo non mi pare una buona idea, specie se il segnale di ingresso e` lento. Ne parlavo stasera a cena con carloc, anche a lui l'idea non piace. Invece due porte normali non e` poi cosi` brutto. E comunque vale sempre il vecchio proverbio: per usare in modo utile un simulatore bisogna sapere piu` elettronica di lui!

udos46: la resistenza in serie al gate non ha come scopo principale di limitare la corrente di gate, a questa limitazione ci pensa la capacita` di pilotaggio del driver, la resistenza interna del driver e la resistenza che il MOS ha internamente dovuta al fatto che la griglia di gate e` fatta di polisilicio. La resistenza di gate, per quanto ne so, serve principalmente a smorzare eventuali risonanze parassite fra la capacita` di ingresso e i collegamenti che vanno dal driver al gate. Se si fanno i conti si scopre che quel circuito risonante parassita ha una impedenza propria dell'ordine di qualche ohm fino a qualche decina di ohm, e la R in serie evita che una volta acceso il MOS ci siano spegnimenti non voluti (e disturbi elettromagnetici generati, nonche' potenze dissipate inutilmente) dovute alla risonaza eccitata dal gradino di accensione.

Pixy il suggerimento di scendere di frequenza per controllare un sistema termico mi pare ottimo, come pure la considerazione di tenere in conto come varia la potenza dissipata in conduzione e in commutazione quando si sceglie il MOS.

[kf00115]

A me piace sperimentare ma anche sperimentare con cognizione di causa quindi ogni consiglio da chi già ha percorso la stessa strada prima di me è molto ben accetto. Stasera ho fatto delle prove in reale e devo decisamente dire che la cosa sta prendendo piede bene, al di la poi della vera necessità di far funzionare il forno. Io apprezzo molto di più il lato tecnico

Ho realizzato il circuito con il CD40106 e domani proverò con il ."totem pole" consigliatomi da simo85 anche se mi chiedo se devo limitare la corrente nei collettori con un resistore piccolo ma pur sempre presente. In effetti il CD40106 è un po ingombrante e sprecato.

Ora posto alcune foto con quanto sperimentato; ho infatti abbassatoil PWM a frequenza 300 500 Hz anche se mi diventa un po microfonico. Ho un PIC 1F876 che genera un PWM da 1 a 254 tramite due pulsanti (decremento, incremento) e devo dire che passando da 1 a 254 step by step il mosfet non fa una piega , rimanendo perfettamente freddo (oltre le mie aspettative)
Spero le foto non siano troppo ingombranti in altezza

Nell'immagine dell'oscilloscopio la traccia in basso è l'uscita PWM del PIC e quella in alto il segnale sul drain, Sembra abbastanza squadrato.

[IsidoroKZ]

Nel buffer suggerito da simo85 non servono resistenze di limitazione sui collettori, c'e` gia` sull'emettitore.

L'onda sul drain la vedi squadrata perche' lavorando a bassa frequenza devi usare una base dei tempi lenta. Prova a guardare solo il fronte di salita o solo il fronte di discesa, sia della tensione di drain che di quella di gate. Per guardare questi fronti aumenta la velocita` della base tempi in modo da vedere bene la forma d'onda e i tempi di salita e discesa.
In pratica bisogna vedere la salita e la discesa la piu` larga possibile che ci sta nello schermo.

Se pubblichi le foto dell'oscilloscopio, specifica anche le scale, in modo da poter avere dei valori con cui fare dei conti, poi ti faccio vedere come calcolare la dissipazione.

[kf00115]

Forse nel pomeriggio oppure certamente domani farò il tipo di verifiche che suggerisci, Ok x la scala dell'oscilloscopio. La scorsa notte (più corretto dire stamattina) ho provato a realizzare il circuito drive con due BJT (al momento ho solo dei BD138 e BD139) Come resistore sul gate ho usato un 100 ohm e sulla base dei due BJT un resistore da 1000 ohm. Ho collegato il tutto allo stesso PIC con PWM. Il MOSFET scalda moltissimo. Se poi invece che all'' uscita del PIC collego direttamente a 5V il mosfet scalda comunque. Forse i due BJT sono modesti ? Mi viene in mente il fatto che magari i BJT impiegano troppo tempo a commutare ? Mi riferisco al Baker clamp . Saluti.

[simo85]

Come resistore sul gate ho usato un 100 ohm e sulla base dei due BJT un resistore da 1000 ohm. Ho collegato il tutto allo stesso PIC con PWM. Il MOSFET scalda moltissimo.

Secondo me, non stai pilotando il totem pole come si deve.

[kf00115]

L'ingresso IN viene da una uscita del PIC in PWM ( e lavora tra 0 e 5 V)
Lo schema A funziona perfettamente il CD40106 è triggerato.
Con lo schema B scalda sia con il PWM che mettendo IN fisso a 5V
Ma il CD40106 è ingombrante e mi sembra sprecato per pilotare un solo MOSFET

Domanda: nello schema B devo pilotare IN a 12V? Altro transistor in ingresso, tipo schema A ?

Il BD139 lavora a Collettore comune, tipo inseguitore, e sull'emettitore al massimo avrò VIN-VBE. Non é un po bassa? Il Mosfet non é logic level.

[IsidoroKZ]

Devi comunque avere il livello del segnale fra 0V e 10V circa

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Fai gli schemi in fidocadj, cosi` si possono prendere e modificare, come ho fatto con quello di simo85.

[kf00115]

Ho scaricato poco fa FidoCad solo che devo imparare ad usarlo.

[Pixy]

Lo schema A funziona perfettamente il CD40106 è triggerato.
Con lo schema B scalda sia con il PWM che mettendo IN fisso a 5 V

E' normale no ?

con il push-pull comandato direttamente dall' uscita del PIC , la tensione di pilotaggio sarà quasi 4 volt o poco più, mentre se il 4016 lo hai alimentato con i 12 V, allora la tensione di pilotaggio arriverà almeno a 10 V e sembra che la corrente sia più che sufficiente

Ma il CD40106 è ingombrante e mi sembra sprecato per pilotare un solo MOSFET

Domanda: nello schema B devo pilotare IN a 12 V? Altro transistor in ingresso, tipo schema A ?

Penso proprio di si, se non vuoi usare il 4016...

comunque sentiamo che dicono gli altri

[kf00115]

E' così. Infatti a collettore comune in emettitore esci con una tensione che al massimo tende (da qui inseguitore) alla Vbase-massa. Ho inserito un altro BJT, con collettore pullappato alto a 12V, prima del totem pole e funziona alla grande anche se con il PWM al contrario ma non è un problema invertirlo da software. Quindi o 3 BJT per ogni MOSFET , o un CD40106 forse per 8 MOSFET (se c'e' la fa) o un DRIVER integrato a 8 PIN per ogni MOSFET.

Mi sto esercitando con FIDO CAD (io utilizzavo ORCAD sotto DOS con licenza , poi la versione Windows LITE poi ho acquistato EDWIN XP, ora uso anche Eagle demo versione limitata per piccoli esempi).

Ora Fido Cad