Diseño de diodo MOSFET

Creo que para los motores de conmutación en caliente estaría buscando algo como esto.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

D1 proporciona al riel una medida de aislamiento de cualquier retroceso que pueda ocurrir cuando conecta el motor. Sin embargo, es posible que deba usar un riel más alto para compensar esa caída de diodo. Es posible que desee considerar reemplazar ese diodo con un elemento más activo que solo se enciende antes que el transistor principal y tiene menos caída.

C1 agrega algo de almacenamiento de carga local para compensar la carga de irrupción inicial.

D3, por supuesto, es para el evento flyback.

Los diodos TVS D2 y D4 están ahí para hacer frente a cualquier descarga estática que pueda ocurrir cuando conecta el motor. Tenga en cuenta que están conectados a tierra centralmente, de modo que si ambos cables del motor son de alto voltaje frente a su tierra, ambos tienen un camino conductor de regreso a tierra.

R1 limita la corriente de encendido del micro y también ayuda a proteger el micro de cualquier acoplamiento capacitivo de eventos ESD.

Puede agregar un limitador de corriente de irrupción, o una provisión para agregar uno, en serie con D1 si considera que eso es un problema. Sin embargo, dado que está utilizando motores de bajo voltaje, no tiene mucho margen.

La conexión a tierra también debe ser analizada. Su sistema debe estar conectado a la tierra del escenario y esa conexión debe estar lo más cerca posible de donde están las conexiones del motor. La conexión a tierra para el micro, etc. necesita estimular ese punto de conexión a tierra por sí solo.

También es posible que deba considerar aislar ópticamente los controladores del micro. Dado que se están produciendo muchos cambios en caliente, presumiblemente por parte de personas que no entienden demasiado la delicadeza de la acción, más aislamiento es mejor. La limitación de corriente también sería una buena inclusión, ya que un cortocircuito en la conexión del motor también es un evento probable.

En cuanto al diseño del imán.

Si realmente DEBE ir de esa manera, un controlador de puente completo adecuado sería suficiente. Hay muchos dispositivos disponibles para esto y abundan los circuitos de ejemplo en este foro y en otros lugares, así que no me extenderé más aquí.

SIN EMBARGO: La sabiduría de usar un electroimán para este propósito es defectuosa. Si dicho imán se apaga en el momento equivocado, existe un peligro real de que algo se caiga en el momento equivocado y cause daños a la propiedad o lesiones peores o incluso la muerte.

Como tal, si fuera yo, me negaría a implementarlo por motivos éticos . Necesitas cavar tus curas aquí.

El mecanismo de caída debe ser de naturaleza a prueba de fallas. Es decir, la pérdida de energía nunca debe permitir que el objeto se caiga. Además, mientras se manipula e instala, la cosa debe bloquearse en su lugar para la seguridad de la tripulación y los artistas. Es imprescindible el uso de algún tipo de mecanismo de liberación mecánico sobre el centro, accionado por solenoide, posiblemente con un pasador de bloqueo adicional.

Esta respuesta solo aborda el problema del electroimán.

Los sistemas de seguridad deben estar diseñados para fallar a prueba de fallas . Eso significa que la falla de cualquier componente en la cadena de control debe resultar en una condición segura (o más segura). Se deben tomar precauciones especiales en los sistemas de seguridad controlados por software, como procesadores redundantes, acoplamiento de CA, etc., ya que los errores de software, las caídas y las fallas de los transistores pueden generar una situación peligrosa. por ejemplo, no puede garantizar si un transistor fallará o se cortocircuitará.

Figura 1. Cerradura magnética de una puerta.

Las cerraduras magnéticas para puertas están disponibles en activación para bloquear (la más común) y activación para liberar (prisiones, por ejemplo). Me parece que el tipo de energizar para liberar funcionaría en su aplicación.

No lo sé, pero sospecho que los tres polos están dispuestos como sur-norte-sur (o viceversa) y que la bobina está enrollada, empujada en las ranuras negras y encapsulada en su posición. Una vez que el imán golpea al guardián, el circuito magnético se cierra. Como sabrá cualquiera que haya jugado con un imán de herradura, abrir el bucle cerrado es muy difícil.

Figura 2. La trayectoria de la bobina y el flujo.

Aquí podemos ver que con la cerradura abierta las caras expuestas son polos del imán. Tenga en cuenta también que el camino magnético es el doble de ancho en el polo central que en los polos superior e inferior, por lo que la densidad de flujo es bastante constante. Una vez que la cerradura se cierra, el flujo forma un bucle a través del núcleo de hierro.

Cuando la bobina se energiza con el voltaje y la polaridad correctos, el flujo magnético permanente se cancela y la armadura se libera.

Ahora su problema se reduce a asegurarse de que la bobina solo pueda activarse en el momento adecuado. Puede ser suficiente poner uno o dos pulsadores en serie con la bobina. En esta configuración, alguien controlaría que está bien hacer la caída, presione los dos botones y el microcontrolador aún podría hacer la sincronización de precisión, si es necesario.

Hay dos tipos de reinicios inducidos por EMI. Conducido y radiado.

Conducido es bastante fácil de medir y arreglar con una gama de tapas cerca del suministro del controlador V+,0V con una fuente de alimentación adecuada.

La radiación es más difícil de definir, el alcance falla y depende de la calidad de los cables y el método de blindaje con la elección de tierra. Como par trenzado blindado. Estos pueden mejorar la radiación no deseada que causa diafonía entre cables. Los suministros de CC flotantes generalmente dificultan la absorción del ruido radiado, pero también pueden ser un camino para otras fallas de ruido acoplado a tierra.

C no es necesario cuando B se utiliza para un interruptor de un solo lado. D es un ICL utilizado en serie con carga que puede limitar la corriente de arranque de sobretensión, pero también limita el par de arranque, pero es redundante si tiene PWM en rampa para regular el aumento de voltaje para hacer lo mismo.

Desafortunadamente, los detalles requieren más detalles sobre el diseño, la conexión a tierra del suministro y los blindajes, los tipos de cable y la longitud que faltan en su pregunta.

Tenga en cuenta que los pares trenzados blindados son posiblemente la mejor solución con un estrangulador CM alrededor del cable o, mejor aún, un estrangulador SMD CM clasificado para este pico de corriente.