A menudo veo esquemas de convertidores Buck básicos. La mayoría de estos esquemas utilizan un P-Mosfet como interruptor lateral alto.
¿Por qué se prefiere este diseño en lugar de un convertidor de N-Mosfet buck de lado bajo?
¿Funcionaría este diseño? La carga es un ventilador de 12V, 3.6W. El Mosfet se manejaría directamente desde el microcontrolador en PWM, lógica 5V, frecuencia de portadora de 32 Khz.
Sí, eso funciona.
La ventaja es que el interruptor del lado bajo es más fácil de controlar, ya que su entrada está referenciada a tierra.
La desventaja es que la carga no está referenciada a tierra. Si está seguro de que tiene una carga flotante, entonces esto es algo muy válido. Normalmente conduzco solenoides con un circuito similar, por ejemplo. Esta topología también funciona si la carga es la principal del transformador en un conmutador de retorno.
Por ejemplo, aquí hay un fragmento de un esquema en el que estoy trabajando actualmente. El producto es una pieza de equipo industrial.
Tenga en cuenta que puede voltear el inductor y la carga. Eso fija un lado de la carga a la fuente positiva, lo que reduce el cambio de voltaje en modo común de la carga.
En este caso, agregué un inductor deliberado, aunque la carga es lo suficientemente inductiva para suavizar los pulsos individuales. El motivo de L6 y C30 es filtrar los cambios de voltaje en el cable SolValve. Sin estos dos componentes, ese cable transportaría los pulsos de conmutación completos. Eso causaría una gran cantidad de emisiones de RF.
Tenga en cuenta el diodo Schottky para capturar los pulsos de corriente de retorno. Los diodos Schottky son buenos para esto siempre que el voltaje no sea demasiado alto. 24 V está dentro del rango en el que un diodo Schottky tiene sentido.
Podría preguntarse por qué me preocupan los pulsos cuando el solenoide que se está accionando tiene una capacidad nominal de 24 V, y esa es también la tensión de alimentación disponible. Simplemente podría encender la Q6 para activar la válvula solenoide. Sin embargo, eso requiere mucho poder. Planeo encender Q6 durante unos 500 ms para activar inicialmente el solenoide, luego volver a una corriente promedio más baja utilizando PWM. El ciclo de trabajo de PWM se elegirá para garantizar la corriente de retención a través del solenoide, en lugar de la corriente de activación inicial. Muchos relés y solenoides están especificados para requerir menos corriente (o voltaje) para mantenerlos activados de lo que se necesita para activarlos inicialmente.
La principal ventaja de esta topología es que es fácil controlar el interruptor lateral inferior. En este caso, la señal de VALVULA proviene directamente de una salida digital de microcontrolador de 0 a 3,3 V. Este FET en particular está clasificado para una resistencia de activación máxima de 37 mΩ con un accionamiento de puerta de 2,5 V. A 285 mA, solo disipará 3 mW. Eso no es suficiente para que note el aumento de temperatura al tocarlo con un dedo.
Apoyo el consejo de Olin, así que aquí está tu lista de compras:
A 300 mA, el IRFR3910 es excesivo, ya que tiene 2 ventiladores, elija cualquier FET doble SO-8 barato con bajo Qg para una corriente de transmisión de puerta baja. Agregue la resistencia de la compuerta para reducir la velocidad de los bordes para evitar la EMI. A 32 kHz no necesita tiempo de conmutación de 10 ns, 1µs estará bien.
Use un diodo schottky para una recuperación rápida (también menos EMI en modo discontinuo).
Blindado inductor .
Para voltajes de salida bajos, también puede reducir la frecuencia ... pero es poco probable que use voltajes de salida muy bajos, ya que el ventilador no arranca.
¿Qué pasa con la retroalimentación para regular la salida? Como la carga no está conectada a tierra, un divisor directo de la salida no funcionará. Deberá usar un optoacoplador para cambiar la referencia a tierra.
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