Manejo del flipper de pinball con MOSFET de canal N

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Estoy tratando de conducir una aleta de pinball utilizando el circuito de abajo, pero después de encender la aleta varias veces, el MOSFET falló (cortocircuito a tierra) y parece que la palanca de cambio de nivel de voltaje se dañó (3 a 3.3 V en el pin de salida en lugar de la esperada 5v).

Cualquier ayuda para determinar la causa de la falla y sugerencias de medidas de seguridad para evitar que las aletas se atasquen en caso de una falla serán apreciadas.

Mis valores son:

  • VDD1 = 50 voltios
  • L1 = solenoide de la aleta (~ 2.2 Ohm durante la patada inicial, luego resistencia de retención de 78 Ohm)
  • D1 = 1N4004-T
  • Q1 es un MOSFET de canal N IRL540NPBF 100V 36A
  • U1.1 es un búfer de un desplazador de nivel 74AHCT125, donde VCC es 5V.
pregunta ks0ze

2 respuestas

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Es necesario que disminuya la velocidad de apagado del mosfet o que controle la tasa de cambio de voltaje en s-d en el apagado para que el diodo de protección tenga tiempo de encenderse. El uso del 74AHCT125, que es un impulsor de empuje por presión, reduce el voltaje de la compuerta muy rápidamente, esto apaga el transistor rápidamente, lo que conduce a un gran aumento rápido de voltaje desde el solenoide o incluso desde la inductancia de la derivación.

Elimine r1 y agregue una resistencia en serie entre la salida del 74AHCT125 y la puerta mosfet que comienza alrededor de 4.7k, lo que ralentizará el encendido y apagado del mosfet.

Normalmente, los mosfets están configurados para cambiar muy rápidamente para reducir la cantidad de tiempo que el dispositivo pasa en la región de conmutación para reducir la disipación de energía. Esto es importante para algunas aplicaciones en las que está cambiando miles de veces por segundo. Para su aplicación, no importa ya que cambiará unas cuantas veces por segundo como máximo.

Otro método para controlar el pico de voltaje es conectar un amortiguador a través de la s-d de tu mosfet. Consiste en algo así como una resistencia de 100 ohmios en serie con un condensador de 330 nf 100 V, de nuevo, no lo enciende y apaga rápidamente, por lo que no habrá mucha disipación de potencia.

Si la bobina es un solenoide de aleta de devanado doble con un enrollamiento y retención separados, y un interruptor de límite para apagar el enrollado en el enrollado, debe asegurarse de que haya diodos entre ambos enrollamientos ambos . Si no hay un diodo en el devanado, se formará un arco a través del interruptor de límite que causa todo tipo de picos desagradables en su drenaje.

Los interesados en la idoneidad de los diodos 1N400X como pinzas deben consultar enlace . Los he estado usando en esta aplicación durante 40 años.

    
respondido por el RoyC
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Dos posibilidades vienen a la mente:

  1. El FET se dañó por el retroceso inductivo del solenoide cuando se apagó.

  2. El FET se frió debido a una disipación excesiva cuando estaba encendido.

# 1 ocurrirá si D1 no se conectó correctamente o si está dañado. 1Nxxxx es una mala elección de diodo para este propósito. Es muy lento y está destinado a la rectificación de 50 o 60 Hz. Algo más rápido sería mejor, y su especificación de corriente máxima debe coincidir con la corriente de solenoide más alta posible.

# 2 sería si el FET no se enciende completamente. Parece que estás tratando de conducirlo con 5 V en la puerta. No vinculaste a la hoja de datos, así que no lo busqué. Sin embargo, es muy poco probable que se especifique un FET que pueda hacer 100 V y 36 A para una unidad de puerta de 5 V. Probablemente se necesitan 10-15 V para obtener el agradable y bajo Rdson mencionado en la hoja de datos. Seguramente la hoja de datos le indica a qué voltaje de puerta se hace la promesa de Rdson.

    
respondido por el Olin Lathrop

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