Diodo flyback independiente de polaridad

Actualmente estoy construyendo un controlador para una pista de tragamonedas.

Estos funcionan colocando un automóvil en una vía sobre dos rieles que suministran corriente al motor de CC del automóvil.

La pista tiene una entrada de 20 V y tiene una salida de 3 pines para el controlador. El controlador original simplemente tiene un reóstato que regula el voltaje en el motor.

Quiero construir un controlador que use un MOSFET y PWM de un Atmega 328.

Aquí está el problema al que me enfrento:

La polaridad de la fuente de alimentación a la pista puede cambiar, porque las diferentes configuraciones de pista significan que el automóvil puede viajar en diferentes direcciones.

Para evitar cualquier daño al MOSFET, agregué un rectificador antes del MOSFET.

El problema al que me enfrento ahora es que necesito incluir un diodo flyback en el motor, pero dado que la dirección y la polaridad del motor posiblemente sean diferentes, no sé cómo orientar el diodo flyback.

El desafío adicional es que solo puedo construir algo conectado a los 3 pines indicados en la imagen.

¿Cómo puedo agregar un diodo flyback a este motor que gira en cualquier dirección?

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Use la herramienta de diagrama de circuito y dibuje un esquema

Respuestas (2)

Poner un MOSFET dentro de un puente rectificador es una buena manera de garantizar que el MOSFET siempre reciba la polaridad correcta, pero hay dos cuestiones a considerar: -

  • Necesitará una interfaz óptica con el MOSFET para controlarlo porque ha "perdido" cualquier punto de referencia al suelo real.
  • Habrá pérdidas porque hay dos caídas de diodo en la ruta actual.

Para proteger el MOSFET, puede agregar un diodo zener en paralelo dentro del puente rectificador. Debe tener una tensión nominal superior a la de la fuente de alimentación entrante, es decir, 24 voltios.

O consiga un relé de estado sólido basado en MOSFET; estos estarán ópticamente aislados internamente y deberían hacer el trabajo para frecuencias moderadas de PWM (tal vez hasta 1 kHz): -

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El tiempo de encendido y apagado es de alrededor de 1 ms para el dispositivo anterior, pero habrá dispositivos más rápidos.

Pero aún necesitará protección flyback y esto puede estar formado por dos series de diodos zener consecutivos del voltaje y la clasificación de corriente apropiados.

Bueno, sería mucho más fácil poner el mosfet antes del interruptor de inversión. De esta forma, se podrían colocar diodos amortiguadores en los contactos de inversión. Si desea hacerlo de esta manera, el "interruptor de encendido bidireccional" es un problema bastante grande, como ya se dijo en los comentarios.

Dado que la corriente es bastante modesta (espero) en los coches de tragamonedas, una buena solución podría ser usar dos mosfets de canal P consecutivos. Tienen un rendimiento mucho menor por razones tecnológicas y físicas, pero no son un problema para algunos amperios de corriente. También es mejor ya que solo tiene una pérdida de diodo (un diodo de cuerpo) en lugar de dos.

Dado que son de canal p, no necesita traducir el voltaje de la puerta con un optoacoplador, solo necesita desconectarlo de la fuente de alimentación (con un canal n o un bjt, su elección).

Si observa la nota de aplicación de TI SLVA948, verá algunas ideas. Obviamente quieren vender su producto, pero en la figura 12 se puede ver un circuito básico con el que trabajar.

No tiene una pérdida de diodo para dos MOSFET conectados como un SSR.
Sí, tienes razón, mi culpa. Ambos están en plena mejora.
Sí, pero no creo que encienda muy bien los MOSFET al intentar conectar la carga al riel más negativo cuando la carga se alimenta desde el riel más positivo. Es por eso que se usa un optoaislador fotovoltaico en los SSR.
Elimine el requisito de un diodo de retorno, use un MOSFET que tenga la clasificación de avalancha adecuada. Esto también ayuda a simplificar el circuito. La polaridad de la pista cambiará, pero no la polaridad de la fuente de alimentación.
dijo que la fuente cambia de polaridad dependiendo de la pieza de la pista. Eso, o me equivoqué de especificación. En mi humilde opinión, confiar en la calificación de avalancha es algo malo, especialmente en la aplicación PWM donde es realmente repetitivo. Un buen amortiguador RC haría el trabajo aquí, pero es complicado de diseñar.
Andy alias: sí, tienes razón. Cuando se cambia la polaridad, no hay suficientes Vgs. Si no fuera por el requisito de pwm, un SSR sería ideal, pero probablemente los coches tragamonedas funcionarían incluso en (en su mayoría) frecuencias audibles. De todos modos, es un problema de traducción de nivel interesante.
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