Caída de voltaje del MOSFET de puente H

Usted tiene razón acerca de las caídas de voltaje en los mosfets. El único otro factor importante sería su suministro (Vdd) y su capacidad para generar la corriente sin caídas (por ejemplo, si el cable entre el puente y el suministro es largo o pequeño). La otra cosa a la que se debe prestar atención cuando se utiliza el Rds (On) de la hoja de datos es el voltaje de la puerta (Vgs) en el que se especifica Rds (On). Si el Vgs es lo suficientemente diferente (es decir, el Vgs = 10V y lo vas a conducir con 5V), deberías mirar las curvas para ver aproximadamente qué Rds obtendrás para el voltaje de la compuerta.

Además, la mayoría de los MOSFETS tienen diodos integrados (llamados diodos corporales), por lo que no es necesario agregar diodos schottky adicionales.

¡No uses resistencias! Hay controladores de puerta para eso. Conducir una puerta requiere algo de 5A, definitivamente debe hacerse rápidamente, no a través del filtro RC (C es la puerta). De lo contrario, no puede hacer PWM y si simplemente cambia, corre el riesgo de quemar un MOSFET por calor.

Como tiene el esquema ahora, tendrá altas pérdidas de conmutación. Las cosas a considerar son:

• Conducción de puerta . No desea que el mosfet permanezca en la región lineal con Rdson alto durante más tiempo del necesario. Especialmente si desea aplicar PWM en la puerta.
  Desea PWM la corriente, no el voltaje de la compuerta. Utilice controladores de puerta, por ejemplo: MC33883 .
  Las resistencias alrededor de las puertas en su diagrama actual ralentizarán el tiempo de cambio.

• back-EMF del motor. Cuando apague la corriente del motor, la corriente regresará del motor debido a la inductancia y las propiedades magnéticas del motor. Cuando esta corriente no tiene a dónde ir, creará un alto voltaje capaz de destruir los mosfets. Para manejar esto, puede confiar en el diodo interno del cuerpo del mosfet. Pero si está tratando con un motor grande, es posible que se requieran diodos adicionales.
  Nota: los mosfets fallan en corto.

• Calor , los mosfets se calientan o calientan. Estás mirando 2A con caída de 1V, eso es 2 vatios. No olvide la corriente del diodo del cuerpo en el cálculo del calor. Asegúrate de no freír los mosfets.

Un beneficio de usar controladores de compuerta es que a menudo tienen bombas de carga que le permiten usar solo N canales. Que tienen mejor Rdson == menos calor.

No instale el capacitor EMI, a menos que instale un estrangulador adicional en la salida. Con el condensador instalado, una gran cantidad de corriente alterna (conmutación PWM) pasará a través de él. El capacitor que mencionas es para la supresión de EMI debido a la corriente del rotor conmutada por el cepillo que se alimenta con voltaje de CC, ya filtrada y suave.

Sin embargo, puede usar el capacitor EMI, si coloca un inductor / estrangulador en serie que bloqueará la corriente alterna. Un choke que a una frecuencia PWM dada tiene la reactancia produciendo cca. 1% -2% de caída de voltaje es suficiente.

Agregando un poco a las otras respuestas ...

Si su motor dibuja 2A nominal, entonces dibujará mucho más cuando se trabe / se detenga / arranque. No sería irrazonable esperar 10A en un puesto. Los motores de CC cepillados tienen toneladas o par, pero el precio es una corriente de alta corriente.

Ahora, esto es un problema, ya que los FET de alto RdsON reducirán su par (al reducir la corriente disponible) pero también disiparán mucha potencia en los arranques o paradas del motor.

Debido a que su PWM será lento según los estándares modernos del convertidor de conmutación (como 25 kHz, no 250k), no necesita la velocidad de conmutación más avanzada, por lo que puede usar FET más grandes (es decir, más lento, pero menos RdsON) que en un DCDC de conmutación mucho más rápido.

Debido a que su voltaje es bajo, encontrará FET fácilmente con un RdsON por debajo de 10 mOhm, que resolverá su problema.

Tenga en cuenta que su esquema NMOS / PMOS requiere controladores adecuados ... ¡y tiempo muerto a prueba de balas! ¡No cambie ambos FET al mismo tiempo!

Si desea utilizar todo NMOS, hay controladores de puente integrados que impulsarán su 4 NMOS, con bomba de carga integrada para generar el voltaje de la compuerta, y ... limitación de corriente ... siempre es bueno tener limitación de corriente En caso de que un destornillador se encuentre en los terminales de salida ...

También hay chips integrados H-Bridge más robustos.

L9958 DRV8829