Diseño de un circuito de conmutación FET que falla al abrirse

Estoy tratando de diseñar un circuito de transmisión para una válvula de mariposa del motor de un automóvil. La válvula está accionada por resorte para cerrarse y tiene un pequeño motor de CC para abrirse. (También notaré que esto es solo para mi propio vehículo).

A continuación se muestra mi oportunidad actual de la cosa. La corriente de bloqueo del motor es de aproximadamente 3 A a 12 V. El microcontrolador es un dispositivo de 3,3 V. El motor debe ser controlado por PWM, pero aún no he experimentado mucho con él. Por lo demás, el circuito funciona bien, pero cuando quemé el FET, falló al cerrarse, lo que obligó a la válvula a abrirse por completo. A partir de una búsqueda rápida en Internet, fallar en el cierre es bastante común para los FET. No hace falta decir que me gustaría evitar esta situación de "atascado completamente abierto".

Entonces, ¿hay un diseño de circuito o un FET específico que fallaría al abrirse con certeza?

(No me preocupo demasiado por esta falla en particular, ya que el FET no se disipó y aún tenía que disipar ~ 1.5 W de potencia)

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Creo que la corriente de entrada hace que falle el MOSFET (es decir, un cortocircuito). No debe pedir un FET que se "abra" en caso de falla, porque no puede encontrar uno (al menos no vi ninguno durante unos 10 años. Si existe alguna posibilidad de que un MOSFET tenga un circuito abierto en caso de falla, por favor que alguien me informe) . De todos modos, lo que necesita es un fusible en serie (como sugirió Jack Creasey) o un NTC (para evitar altas corrientes de entrada). Además, si yo fuera usted, lo manejaría con un MOSFET de canal N, ya que los N-Ch son más comunes, más baratos, más fáciles de encontrar y tienen un mejor rendimiento en comparación con los hermanos P-Ch.
Ah, pero ¿no deberías preguntar por cosas que quieres averiguar si existen? De todos modos, estoy de acuerdo en que el circuito debería haber sido diseñado con N-Ch FET. Ha pasado un tiempo, así que realmente no puedo decir más por qué decidí hacerlo de esta manera. En cuanto a por qué falló el FET en primer lugar, supongo que solo hay un tiempo limitado en el que un TO-220 puede manejar una carga de calor de 1,5 W sin ayudas de enfriamiento.

Respuestas (2)

Una de las formas estándar en seguridad funcional cuando una función de desconexión se realiza electrónicamente es tener 2 o más interruptores en serie, de modo que, en caso de que uno falle, aún tenga el control y pueda cambiar el sistema a un estado seguro. Entonces, en su caso, agregaría un interruptor lateral alto al sistema para que cuando detecte que el sistema ha fallado, a través de la retroalimentación en su sistema, apague el motor y lo cambie al estado seguro.

Gracias, probablemente agregaré un relé al lado alto. Además, es un coche MT, por lo que incluso si falla todo lo eléctrico, todavía tengo un par de mecanismos de seguridad mecánicos.

La única forma real de garantizar que se libere energía de un acelerador de solenoide PWM es colocar un fusible en serie y soplarlo con una palanca cuando detecte una falla ... podría usar un SCR o un FET de alta corriente para quemar el fusible.

Sin embargo, sugeriría que considere comprar un control de crucero existente o un servo de aceleración con embrague o acoplamiento magnético, son mucho más fáciles de controlar que el solenoide PWM.

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