controlador MOSFET trabajando divertido

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He construido lo siguiente:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En el esquema, los LED representan una tira de LED de 12 V con canales rojo, verde, azul y blanco. Estoy usando cuatro MOSFET de canal N de IRL630 ( hoja de datos ).

La batería de 12V es en realidad una fuente de alimentación de 20A. La batería de 5V proviene de los pines GND y + 5V de un Raspberry Pi. Como puede ver, los negativos (conexiones a tierra) de ambas fuentes de alimentación están conectados.

El Atmega328 actualmente tiene un programa muy simple que desvanece los colores (de rojo a verde a azul a blanco, por tiempo indefinido), por PWM.

Problemas :

Con una carga de 1.2 A (es decir, una tira de LED que requiere un máximo de 1.2 A a 12 V), todo funciona sin problemas la mayor parte del tiempo. A veces, el Atmega se congela y los colores dejan de desvanecerse.

Con una carga de 3.6 A, las transiciones de color son "salteadas", es decir, el desvanecimiento se detiene intermitentemente y luego salta directamente al color donde debería estar y continúa desvaneciéndose.

Con una carga de 6A, el desvanecimiento funciona durante aproximadamente 3 segundos y luego todos los MOSFET parecen entrar en saturación simultáneamente, dando paso a una tira de LED blanca brillante en su totalidad.

Lo que he intentado :

Intenté el desacoplamiento, es decir, un condensador de 10 nF entre el Vcc y el GND de Atmega. El efecto que observé es un arco iris de colores súper acelerados con efectos de luz estroboscópica intermitente. He quitado el condensador.

Intenté desacoplar como antes, separando las GND de 12V y 5V (no me preguntes por qué). No funcionó, los LED simplemente se encendieron un poco y se quedaron en un color. Lo desenchufé poco después.

Soy un programador. ¿Qué estoy haciendo mal?

Detalles adicionales

  • Estoy usando cables de cobre sólido de 0.75mm² (18AWG según Google), para todo hasta la tira de LED.
  • Los conectores a / desde las fuentes de alimentación están hechos de aluminio, el mismo calibre.
pregunta thwd

4 respuestas

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Desarmé todo, lo medí y lo probé.

Al final, llego a la conclusión de que el problema era que el cableado en la propia tira de LED es demasiado delgado para transportar suficiente corriente de un extremo a otro.

    
respondido por el thwd
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Es difícil adivinar cuál es el problema real en su circuito, pero puede intentar lo siguiente:

  • Agregue un límite cerca de la entrada de la fuente de alimentación de la fuente de alimentación, por ejemplo, 10uF 10V
  • Baje la frecuencia PWM, 200Hz debería ser suficiente para evitar el parpadeo
  • agregue resistencias entre PWM-pin y MOSFET-gate para reducir los fuertes cambios de corriente, intente de 10 a 100 Ohm
  • ¡Mantén los terrenos conectados! Esto es importante para la funcionalidad.

En su caso, creo que es necesario implementar todas estas sugerencias.

    
respondido por el auoa
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La frecuencia PWM debería estar bien, los Arduinos usan alrededor de 400 Hz, que es lo suficientemente bajo con un margen más que suficiente. Si la frecuencia de PWM fuera demasiado alta, también habría problemas con corrientes más bajas.

Espero que su problema tenga más que ver con la resistencia de la serie del cableado. Sospecho que las fuentes de los NMOSfets no están realmente al nivel del suelo (0 V) a esas altas corrientes. Entonces, el Arduino no puede apagar el NMOS.

Soluciones:

Utilice cables más gruesos.

Conecte la conexión a tierra del Arduino lo más cerca posible de las fuentes de los NFET, de modo que la gran corriente no "levante" el voltaje del Arduino.

Dibujaré lo que quiero decir:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Sé que ambos esquemas tienen el mismo aspecto pero ahora imagine que los cables tienen cierta resistencia en serie, piense en dónde fluye la gran corriente. En el esquema incorrecto habrá una caída de voltaje entre la fuente de M1 y el punto donde se encuentra la conexión GND del Arduino. Puede ser que M1 esté apagado, pero hay otros 2 NMOSFET que podrían estar encendidos, por lo que una corriente aún puede fluir. Supongo que parte de la fuente a la conexión de la batería de 12 V se comparte entre los 3 canales LED.

En el esquema de Good, la caída de voltaje es menos relevante, ya que la conexión a tierra del Arduino es la misma que la fuente del NMOS, por lo que puede apagarlo correctamente. Es necesario que las 3 fuentes de NMOS se conecten a un punto, conecte a tierra el Arduino allí y luego use una conexión una (aunque hay varios cables en paralelo) a la batería.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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Suena como un problema de suministro. Tal vez el suministro de 12v no sea tan capaz como crees.

Yo pondría un diodo en la línea 5v al mcu y en el lado mcu del diodo, pondría un capacitor grande (como 22uf / 47uf capacitor) allí.

También protegería al mcu de la fuente de alimentación.

    
respondido por el dannyf

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