Conducción de carga inductiva con MOSFET: canal N vs. canal P

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Problema

Estoy conduciendo una carga inductiva desde un microcontrolador utilizando un MOSFET. Tengo una resistencia de detección de corriente en serie con la carga. No tengo mucha experiencia con transistores (¡debería haber prestado más atención en la escuela!), Así que estoy tratando de implementar el circuito utilizando un transistor NMOS y PMOS.

El problema es que el circuito PMOS se está comportando como se esperaba, mientras que el circuito NMOS se está comportando de forma errática. Me gustaría saber qué está causando las diferencias.

MOSFET de canal P

Aquí está el circuito con el canal M MOSFET. V1 es una señal PWM de 32 kHz con un ciclo de trabajo del 50%. Dado que la resistencia de detección de corriente está conectada a tierra, puedo medir fácilmente el voltaje utilizando un amplificador no inversor.

Comoresultadosdelasimulación,elcircuitohaceexactamenteloqueesperas;elvoltajeatravésdelaresistenciadedeteccióndecorrienteserealizademaneraperfectamentelinealconlacorrienteenelinductor.

MOSFETdecanalN

AquíestáelcircuitoconelMOSFETdecanalN.V1esunaseñalPWMde32kHzconunciclodetrabajodel50%.Laresistenciadedetecciónactualnoestáconectadaatierra,asíqueusounamplificadordiferencialparamedirelvoltajeatravésdeél.

Hoja de datos de LT1677

El comportamiento de este circuito no es lo que espero que sea. La corriente a través del inductor es mucho más baja que la topología de PMOS y V_SENSE es un desastre.

AquíhayunaversiónampliadaconlaseñalPWMV1incluida(mostradaenROJO).

Preguntas

  1. ¿PorquélacorrienteatravésdelinductorenelcircuitoNMOSeslamitaddeladelcircuitoPMOS?EDITAR:Esquemafijo,drenajePMOSintercambiadoyamp;fuente
  2. ¿Porquéelamplificadordiferencialnofuncionacomoseesperaba?SupongoqueR2estádealgunamaneraacoplandolasentradasdelamplificadoroperacionalatierra.DadoqueR_SENSEestá"flotando", esto está causando problemas.
  3. No se puede decir de mis gráficos, pero en el circuito de NMOS, la corriente a través del inductor es mucho más ruidosa que el circuito de PMOS. EDITAR: Esquema fijo, drenaje de PMOS intercambiado y amp; fuente
pregunta dgreenheck

1 respuesta

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El 'ruido' que se ve en la salida de detección se debe a que las entradas del amplificador operacional exceden su rango de modo común. Pero, ¿cómo puede suceder esto cuando el amplificador operacional tiene entradas de carril a carril?

Cuando el FET está apagado, el inductor intenta mantener cualquier corriente que lo atraviese. Para ello, genera un voltaje que va arriba al voltaje de la fuente de alimentación. D1 limita este aumento de voltaje a aproximadamente 0.6V, mientras recircula la corriente a través del inductor. Durante este tiempo, las entradas del amplificador operacional se dirigen a aproximadamente 12.6 V, 0.6 V por encima de V + (lo cual es muy malo porque están clasificados para un máximo absoluto de 0.3 V más allá de los rieles de suministro).

Para resolver este problema, reubique la resistencia sensorial al otro extremo del inductor. Ahora las entradas permanecerán justo por debajo de 12 V, y el amplificador operacional debería funcionar correctamente.

    
respondido por el Bruce Abbott

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