Control de motor H-Bridge complementario

Tengo algunas preocupaciones en un tablero de control de motor que diseñé. A veces, los MOSFET comienzan a arder inesperadamente. Sospecho que una de las razones es la pista delgada (0,2 mm) que tengo en mi placa flexible (0,2 mm), pero creo que el cortocircuito transitorio también es una buena explicación. Solo estoy usando 4 transistores por motor (2xPMOS y 2xNMOS) como se puede ver en la imagen

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Leí la información en este sitio web pero todavía no entiendo cómo elegir el NMOS y el PMOS V GRAMO S de manera que los cortocircuitos transitorios dejen de ocurrir.

¿Alguien podría aconsejarme sobre este tema?

eso es un requisito? ¿La tensión de control debe ser igual o mayor que la tensión del riel de alimentación?
La hoja de datos de sus p-FET especificará el umbral de voltaje de la puerta para garantizar 0V@Drain sea cual sea el voltaje de su fuente. Si necesita vGS negativo, existen MOSFET de nivel lógico, o puede usar un n-FET adicional para suministrar voltaje de riel a la puerta de su p-FET.

Respuestas (3)

Dado que tiene seis E/S, siempre que no tenga que hacer funcionar ambos motores al mismo tiempo, puede poner en paralelo las puertas similares de los dos puentes y muxear las tierras a los puentes con sus dos E/S restantes, como esto:

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Los transistores y los inversores CMOS son lo que tengo en mi biblioteca SPICE, y son solo conceptuales. Debe seleccionar las piezas que se ajusten a su proyecto.

Si quieres jugar con el circuito, el modelo está aquí , y si aún no lo tienes, LTspice está disponible gratis.

Aparte de la resistencia pull-up, ¿qué otras disposiciones se pueden hacer para garantizar un tiempo de apagado lo suficientemente rápido?
@sherrellbc: Básicamente, los controladores de compuerta MOSFET deben ser fuentes de voltaje lo suficientemente rígidas para cargar o descargar las capacitancias de compuerta MOSFET rápidamente y los MOSFET deben elegirse con la capacitancia de compuerta más baja posible.
@Tut: Estoy de acuerdo, en que si los MOSFET no están completamente APAGADOS o ENCENDIDOS, disiparán energía en el canal parcialmente conductor.
Campos @EM: solo tengo 6 E/S disponibles para controlar 2 motores (2 puentes completos). es por eso que solo usé los 4 pines en lugar de 8 para controlar 2 motores.
@EM Fields: si usara un MUX para expandir la cantidad de pines para controlar las puertas del transistor individualmente, ¿funcionaría?
Puede. Trabajaré en ello y publicaré algo en un rato.
@ EM Fields: ¿Podría comprobar el diagrama en la parte inferior? El que tiene controles separados (Control1, 2, 3 y 4).

Tienes que entender algunas cosas importantes en puentes como este.

  1. Mosfet tiene un tiempo de encendido y apagado: demora después de que se apaga la señal de la puerta. **

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Debe agregar algo de retraso entre que apaga el primer par de transistores y enciende otro.

Lo siento por la mala calidad del dibujo. Se supone que esto le muestra lo que sucede si enciende 2 pares de mosfet.

Por parejas - quiero decir

  • primer par: arriba a la izquierda y abajo a la derecha
  • segundo par: - abajo a la izquierda y arriba a la derecha

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2. Su puente necesita un mosfet de "nivel lógico" que pueda abrirse completamente con 3,3 V (eso es un voltaje muy bajo). Este es el parámetro del transistor Vgs (voltaje de fuente de puerta). En su esquema, parece que tiene un microcontrolador de 3.3V. Si es así, los voltajes de su puerta son 3.3V. Puede ser tan bajo como 3,0 V cuando la batería LiPo está descargada y bajo carga.

Los transistores en aplicaciones como esta deben estar completamente abiertos o completamente cerrados para funcionar de manera eficiente; de ​​lo contrario, tienen una resistencia significativa y hay grandes pérdidas de energía en esa resistencia. Esa pérdida de potencia en la resistencia puede dañar el transistor.

Los mosfets modernos, cuando están completamente abiertos, tienen una resistencia muy baja (menos de 1 ohmio), por eso se pueden usar para conmutar corrientes relativamente altas incluso sin disipadores de calor.

Edición 2:

Debería ver este tema: Cómo determinar la frecuencia PWM máxima para el transistor (2SK2554)

Gracias por la respuesta. El dibujo esta bien. Yo mismo dibujo muchas veces en Paint =). Con respecto al retraso del que hablas, esperaba crear ese retraso eligiendo correctamente los transistores PMOS y NMOS. Simplemente no sé qué comparar en la hoja de datos de los transistores para poder elegirlos correctamente.
@ user43113 He agregado información básica que podría ayudarlo a elegir transistores.

¿Qué pasa con este circuito que usa NOT y PMOS/NMOS complementarios cruzados? ¿Dirías algo como este trabajo?

El NOT le dará un retraso considerable al NMOS, creo.

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Eso funcionará, ahorrará 2 E/S y podrá hacer funcionar ambos motores al mismo tiempo :-), pero tendrá que tener cuidado; mira las cosas rojas que siguen...

Además, el inversor (NO) solo agregará un ligero retraso a través del par conductor, pero no hará nada para evitar el disparo mientras el puente está cambiando; eso debe hacerse mediante un diseño de software juicioso.

Eche un vistazo a las hojas de datos de MOSFET para conocer sus capacidades de puerta y sus tiempos de encendido y apagado para tener una idea de lo que debe hacerse en términos de retrasos.

Además, a continuación se encuentran los esquemas editados anotados con designadores de referencia MOSFET y tablas de verdad.

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