¿Cómo proteger un MOSFET de canal P cuando se conduce un motor?

Quiero cambiar una bomba de combustible automotriz de 12 V CC en un banco de pruebas usando un MOSFET de canal P, de la siguiente manera:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Este es un simple interruptor de encendido/apagado, no se utiliza PWM. La hoja de datos para el FQPF47P06 proporciona su Id. máximo como 30 A continuos, 120 A pulsados. Vdss max es -60 V y Vgss es +/-25 V. Los datos de la bomba muestran un consumo de corriente máximo de 20 A, pero lo máximo que observamos en la aplicación es de aproximadamente 5 A.

En una versión anterior de este circuito, no incluí D2 y subespecifiqué la clasificación del fusible; el fusible falló y el MOSFET se destruyó (se convirtió en fuente de cortocircuito para drenar). Supuse que esto se debía a que la inductancia del motor creó un gran pico de voltaje negativo desde el drenaje a tierra en la desconexión, por lo que agregué D2 para manejar esta situación.

  • ¿Parece una configuración adecuada para cambiar esta carga de manera confiable, o he pasado por alto algo?
  • ¿Qué diodos son adecuados para D1/2? ¿Está bien un 1N4007 o debo buscar algo más rápido y/o con una clasificación de corriente más alta?
No creo que D1 sea necesario. Cuando M1 se apaga, la corriente a través de D2 equilibrará la corriente que ingresa a la bobina evitando un pico negativo. No debería haber un pico positivo incluso si ignora el diodo del cuerpo en M1.

Respuestas (2)

Su concepto básico tiene sentido, pero se perdió el hecho de que la línea de "12 V" de un automóvil a veces tendrá picos de voltaje significativos. Cualquier circuito conectado directamente a esta potencia debe poder soportar 50 por lo menos por períodos cortos.

Cuando la bomba está encendida, incluso un pico corto aplicará alto voltaje a la compuerta FET, lo que expulsará el óxido instantáneamente. La sobretensión del FET SD tampoco es buena.

Use un FET de 60 V y haga algo para sujetar el voltaje de la puerta a un nivel seguro.

Agregado:

Olvidé mencionar esto antes, ya que el problema principal era sobre picos de voltaje desagradables en la línea de alimentación del vehículo. No, 1N4007 es una mala elección para los diodos. En este caso, usaría Schottkys clasificados para 20 o 30 V. Esos son baratos y fáciles de conseguir. Dado que la corriente solo funcionará en ellos durante un breve período de tiempo a medida que se disipa la energía inductiva almacenada, puede utilizar la clasificación de corriente máxima en lugar de la clasificación de corriente continua de los diodos. Los diodos deben poder manejar la corriente máxima de cualquier corriente del motor.

Gracias, omití mencionar que esto está en el banco, no en un vehículo. He editado mi pregunta.
@neko: Si esto solo se va a usar alimentado con un suministro de laboratorio o una batería de plomo-ácido de 12 V donde no habrá grandes picos en la energía, entonces su circuito está bien. Sin embargo, nunca lo alimente con los 12 V del automóvil cuando el automóvil esté funcionando.
Ahora he sacrificado algunos fusibles subestimados para probar esta solución y los MOSFET siguen siendo buenos, por lo que me siento justificado al aceptar esta respuesta. ¡Gracias!

Un volcado de carga de tamaño decente puede producir picos rápidos de ±200 V o más en el bus de alimentación de un vehículo. Debe proteger su MOSFET contra tales eventos.

Comenzaría colocando un diodo zener de 15 V en R1 y agregando unos cientos de ohmios de resistencia entre Q1 y M1 para limitar la corriente cuando conduce.

También consideraría algún filtrado para tales pulsos conectando alguna inductancia en serie con F1 y un capacitor cerámico de la fuente MOSFET a tierra. Esto bloqueará la mayor parte de la energía de alta frecuencia y "esparcerá" todo lo que pase.

Un condensador a través del motor (es decir, en paralelo con D2) tampoco estaría de más.

Gracias, no pensé en mencionar que esta configuración está en el banco, no en un vehículo. ¿Sigue valiendo la pena la sugerencia del capacitor y, de ser así, qué tipo de valor y tipo sugeriría?
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