Configuración push-pull sobre un solo mosfet

Estoy tratando con una aplicación simple en la que necesito conducir una carga resistiva pura y controlarla por voltaje. Controlo la carga a través de una señal pwm proveniente de un microcontrolador en lógica de 5V. La frecuencia pwm se puede configurar fácilmente desde unos pocos hercios hasta varios kHz. La tensión de alimentación es de 24V y la corriente máxima absorbida es de 15A. Me pregunto, ¿cuáles son las ventajas de usar una configuración push-pull más compleja que usar un solo mosfet de potencia? Soy consciente de que las configuraciones push-pull generalmente se consideran más eficientes, pero ¿qué pasa con el uso de un solo mosfet con un rdson extremadamente bajo? Por ejemplo, ¿un solo IRFS7430-7PPBF sería suficiente? Con los valores actuales requeridos, este mosfet parece estar disipando solo 0.17 W en las peores condiciones. En este punto, preferiría la configuración de un solo mosfet a una configuración push-pull más compleja y costosa. ¿Qué pasa si es necesario linealizar la salida de la etapa de conducción con un inductor y un condensador? ¿Ofrecería la configuración push-pull mayores beneficios que el mosfet único?

Además de eso, olvida que la disipación de energía es mayor debido a las pérdidas de conmutación, es realmente difícil imaginar lo que tiene en mente, es posible que desee mostrar algunos esquemas

Respuestas (1)

Si no le importa que la carga resistiva reciba una señal PWM de "potencia amplificada", entonces un solo MOSFET que se cambie a la frecuencia PWM será el más efectivo.

Si le importa (porque desea un voltaje de aspecto lineal proporcional al ciclo de trabajo a través de la carga), entonces un filtro push-pull con inductor y capacitor será más eficiente. El siguiente más eficiente sería un solo MOSFET con diodo de captura back-emf, pero el diodo disiparía bastantes vatios.

Sin embargo, la solución de MOSFET único es más difícil de acertar con respecto a la relación marca-espacio. La versión push-pull produce un voltaje de salida promedio que es deber * voltaje de entrada, es decir, depende en gran medida del valor de la carga.

Podría diseñar una solución puramente lineal con un MOSFET, pero eso produciría mucho calor.

De acuerdo. Entonces, si lo hago bien, si necesito linealizar la salida y obtener un convertidor CC-CC suave, es mejor usar un mosfet de contrafase. Si no me importa linealizar la salida, puedo usar un solo mosfet. En ese caso, la carga resistiva (una resistencia calefactora simple) recibirá una onda cuadrada de "potencia" pwm.
Si se trata de una carga resistiva simple para calentar, use un solo mosfet, pero me sentiría tentado a poner un diodo de captura de retorno para la inductancia parásita del cable.