Recomendaciones de diseño para Mosfet H-Bridge

Yo sugeriría comenzar con un proyecto de puente H más pequeño primero. El control de los MOSFET parece simple, pero hay algunas sutilezas que pueden morderlo fácilmente si no tiene cuidado. Al diseñar un proyecto de puente H más pequeño, no es tan difícil proteger un circuito de tal manera que incluso si algo sale terriblemente mal, no causará mucho daño (y es muy posible que no lo haga, aunque cualquier problema que cause el problema será necesario) para ser reparado en cualquier caso). Esto es útil no solo desde el punto de vista de reducir la cantidad de tiempo empleado en reemplazar componentes soplados, sino también desde el punto de vista de poder averiguar qué sucedió. Si algo sale mal en un controlador de 12V 30A H-bridge, es probable que cause suficiente destrucción lo suficientemente rápido como para que sea difícil analizar la pila de cenizas y determinar qué falló primero.

Más allá de eso, la razón por la que las compañías fabrican controladores H-bridge es que otras compañías los compran, y la razón por la que otras compañías los compran es que se requiere una cantidad sorprendente de componentes discretos para controlar de forma segura y óptima un MOSFET. Si uno está tratando de controlar un MOSFET cuyo Vgs Absoluto Máximo es de 15 voltios, y un transitorio inductivo hace que los Vgs alcancen los 30 voltios, incluso durante un microsegundo, la parte se puede destruir fácilmente (el voltaje requerido para destruir la parte probablemente esté alrededor 20 voltios, pero uno no debe confiar en que sea superior a 15.01). Mantener Vgs por debajo de 15 voltios puede no sonar fuerte, pero factores como la capacitancia parásita de drenaje de la puerta pueden llevar a algunas sorpresas desagradables.

Los controladores de medio puente como el IRS21844 o IR2111 o IR2104 fueron originalmente diseñados para su uso en conmutadores fuera de línea. En esa aplicación son típicos voltajes de puente de ~ 300V. Por lo tanto, es por eso que se ven valores máximos de voltaje para esas partes de 600V. Estas piezas son seguras de usar en aplicaciones de bajo voltaje, como 15V a 30V sin aislamiento. Pero, también tienen bloqueos de bajo voltaje para que no funcionen con voltajes de Vcc de menos de aproximadamente 10V (no he visto ninguno que funcione con Vcc a menos de 8V). Por lo tanto, no sería útil si realmente necesita operar tan bajo como 5V.

Para el bajo voltaje del que habla, no hay ninguna razón de seguridad para aislar.

Las ventajas de los controladores de medio puente integrados es que se ocupan de cosas como el cambio de fase de los dos FET (para evitar disparos o conductos cruzados) y las resistencias (para que no floten alto). Están diseñados para ser impulsados desde una fuente de corriente baja como un microcontrolador.

Su mayor problema además de la baja tensión (5V) que enfrentará es la alta corriente (30A). Una forma de simplificar un puente H es usar FET de canal P para los interruptores superiores ... entonces no necesita conducir la puerta por encima del riel de suministro. Pero los FET del canal P del mismo voltaje y tamaño de matriz de un canal N tendrán aproximadamente 3 veces el \ $ R _ {\ text {ds} - \ text {on}} \ $ que el canal N, lo que hace que la pérdida de conducción sea un problema .