Carico induttivo attaccato direttamente ad un PIC SMD?

[SoldatoSemplice]

Come da titolo, avrei un PIC SMD a cui ad una delle sue porte dovrei attaccare un induttore per formare un piccolo stadio booster per alzare la tensione ad un gate, l'induttore è da 1000 uH e lo carico ad una cinquantina di hertz, secondo voi è sufficiente un diodo 1N4148 per bloccare l'impulso di ritorno sul PIC, oppure meglio su uno della famiglia 1N4007? Ultima alternativa un transistor collegato a diodo, magari potrebbe essere meglio? Il fatto è che mi serve minuscolo e quindi non posso collegarci uno schottky della famiglia BYW anche se sò che sarebbe la soluzione migliore.

Un'ultima domanda, questo stesso circuito ha bisogno per il pic di una alimentazione a 5 volt come ben sappiamo, il mio problema è che devo alimentarlo con una batteria da 7 volt e quindi non posso usare ne LM7805 ne tantomeno 78L05, tutti gli altri regolatori a basso drop out non sono SMD e dunque possibilmente li vorrei eliminare, quindi pensavo, dal momento che visto il trascurabile assorbimento del pic stesso, e dato che l'intero circuito è ad alta impedenza posso usare uno zener, magari da 5,6 volt giusto per clampare la tensione al valore corretto da dare al pic? Ho controllato sul datasheet e in realtà 7 volt sono tollerati proprio al limite, ma vorrei evitare di tirare il PIC per il collo, volevo usare per lo zener uno schema tipo questo:

[stefanodel]

Originariamente inviato da SoldatoSemplice

Come da titolo, avrei un PIC SMD a cui ad una delle sue porte dovrei attaccare un induttore per formare un piccolo stadio booster per alzare la tensione ad un gate, l'induttore è da 1000 uH e lo carico ad una cinquantina di hertz, secondo voi è sufficiente un diodo 1N4148 per bloccare l'impulso di ritorno sul PIC, oppure meglio su uno della famiglia 1N4007? Ultima alternativa un transistor collegato a diodo, magari potrebbe essere meglio? Il fatto è che mi serve minuscolo e quindi non posso collegarci uno schottky della famiglia BYW anche se sò che sarebbe la soluzione migliore.

Un'ultima domanda, questo stesso circuito ha bisogno per il pic di una alimentazione a 5 volt come ben sappiamo, il mio problema è che devo alimentarlo con una batteria da 7 volt e quindi non posso usare ne LM7805 ne tantomeno 78L05, tutti gli altri regolatori a basso drop out non sono SMD e dunque possibilmente li vorrei eliminare, quindi pensavo, dal momento che visto il trascurabile assorbimento del pic stesso, e dato che l'intero circuito è ad alta impedenza posso usare uno zener, magari da 5,6 volt giusto per clampare la tensione al valore corretto da dare al pic? Ho controllato sul datasheet e in realtà 7 volt sono tollerati proprio al limite, ma vorrei evitare di tirare il PIC per il collo, volevo usare per lo zener uno schema tipo questo:

Se ho ben capito vuoi usare l'uscita del microcontrollore come interuttore per un convertitore boost? Non conosco lo schema che vuoi usare ma direi che non sia fattibile, però come ripeto non ho il circuito da vedere, posta il circuito.
I diodi del boost devono essere veloci, il 1N4007 non va bene, comunque in smd il componente giusto esiste, trovarlo è un altro discorso.
Stesso ragionamento vale per il low-drop, in smd ci sono ad esempio il LM1117 della national.

Stefano

[lord tobia]

aspetto qualcuno più esperto ma personalmente mi sembra un buon mod di stuprare il pic metterci un induttore direttamente. io ci piazzerei un transistor e comunque un diodo veloce di ricircolo ai capi della bobina

[SoldatoSemplice]

Grazie ad entrambi per la risposta, allora:

@stefanodel

E' esattamente come hai pensato uso la porta RA4 del PIC per generare l'impulso di comando switching, in questo modo attraverso lo stesso PIC posso controllare sia la tensione prodotta dal convertitore stesso che la tensione di alimentazione del PIC ed eventualmente se c'è qualche problema intervengo, perchè dici che usare un pic per generare l'impulso switching non sia una buona idea?

@lordtobia

Lo sò bene che non è una buona idea attaccare un carico puramente induttivo direttamente al PIC, ed è per questo che chiedo consiglio su quale sia il diodo migliore, d'altronde se qualcosa và storto è meglio che mi si rompe un diodo piuttosto che un -quasi- introvabile PIC smd.
Se mi si rompe il diodo lo sostituisco con uno più veloce, altrimenti sono danni.
L'induttore l'ho appositamente scelto abbastanza grande (1000 uH) proprio perchè speravo di sopperire alla poca tensione (che a valle del diodo di protezione sarebbe sui 4.2 volt) aumentando l'induttanza, anche il condensatore è un elettrolitico, ancora non ho scelto il valore del condensatore ne tantomento la pulsazione precisa di switching, ma mi piacerebbe che il condensatore resti carico con la quantità maggiore di energia possibile.

L'unico scopo di questo booster è che per aprire completamente il gate di alcuni mosfet ho bisogno di almeno 6 o 7 volt costanti, perchè con i soli cinque volt del pic manderei il mosfet in attiva ottenendo una corrente di source massima di 10 ampere che sono un pò pochini a fronte dei 30 e passa disponibili, d'altro canto non posso alimentare i gate con la tensione di 7 volt della batteria perchè man mano che la batteria si scarica anche i canali dei gate piano piano comincerebbero a chiudersi, quindi il booster è d'obbligo.

Lo schema è inutile che lo posto è quello classico del convertitore boost che si trova ovunque, con l'impulso di switch collegato al pic.

[Beppe82]

questo è ancora troppo grande?



cmq senza prendere PROPRIO questo, esistono un numero non precisato ma cmq moolto grande di LDO SMD per tutte le tasche e tutti i gusti



per il discorso dell'induttore ti hanno già detto abbastanza gli altri ... dico solo che anche qui sul forum recentemente sono stati trattati i mosfet gate driver high side ...

[stefanodel]

Originariamente inviato da SoldatoSemplice

Grazie ad entrambi per la risposta, allora:

@stefanodel

E' esattamente come hai pensato uso la porta RA4 del PIC per generare l'impulso di comando switching, in questo modo attraverso lo stesso PIC posso controllare sia la tensione prodotta dal convertitore stesso che la tensione di alimentazione del PIC ed eventualmente se c'è qualche problema intervengo, perchè dici che usare un pic per generare l'impulso switching non sia una buona idea?

Penso di aver capito che il circuito è come quello che ti allego, se è diverso chiaramente le mie considerazioni non valgono più.


Supponiamo che la porta del pic dove è collegato l'induttore è bassa, la corrente nell'induttore comincia a crescere linearmente. A un certo punto la porta la porti alta ma qui comincia il problema, la corrente deve continuare a circolare quindi passa dal diodo e carica la capacità a un valore più alto della Vcc. Però in questa fase l'anodo del diodo del boost, che è in conduzione, si porta a un valore di tensione prossimo a quello del condensatore a meno della sua caduta (Vd). Ma all'anodo del diodo è collegata la porta del pic che si dovrebbe trovare a un valore decisamente più alto della sua alimentazione e questo non è tollerato dal pic.

Stefano

[SoldatoSemplice]

Allora innanzi tutto grazie di nuovo e piano piano cerco di rispondervi a tutti:

@Beppe:
Paradossale ma sì, anche il SOT è grande, il circuito che ho sviluppato lo allego qui sotto con un ingrandimento del booster, alla fine ho risolto (per quanto riguarda il solo circuito stampato) usando il package dell'1N4148.
Per quanto riguarda i mosfet high side, li conoscevo a livello teorico ma ho acquistato su ebay uno stock di mosfet a canale P in package d2pak da 30 ampere, e quindi voglio sia usare quelli perchè ormai li ho presi, sia anche perchè sono abbastanza piccoli, comunque grazie comunque.

@Stefanodel
Alla fine il circuito è diventato come quello in foto, il diodo di boost è quello di destra, quello soppressore dell'impulso di ritorno stà a sinistra.
Pensi che così possa funzionare?

[Beppe82]

risposte in ordine sparso:

1) si ma se sono a canale P, cosa te ne fai di un boost? ti servirà un inverter per portare la tensione SOTTO gnd e quindi avere una tensione Vgs in modulo maggiore

2) quel PCB è "vuoto"

3) con quel diodo in uscita dal pin, ammesso che teoricamente funzionasse, come la piloti l'induttanza?

4) un boost senza retroazione è quantomeno pericoloso dato che non sai che tensione ti capita in uscita, cmq a 50 hz non funziona sicuramente, o perlomeno non ti funziona da boost, ma da generatore di disturbi

[SoldatoSemplice]

Allora:
3) Secondo le mie intenzioni il diodo non fà nulla di diverso che abbassare di 0.8 volt classici di un diodo, se non ci fosse quel diodo lo schema sarebbe il classico boost e il pic funziona da generatore di portatante switching
2) Questo è sindacabile, per quanto possibile meglio se non ne aumento le dimensioni, non devo dimenticare che lo devo montare sul mio automodello e lì lo spazio è poco.
4) La retroazione c'è, infatti se vedi sul circuito il condensatore di tank del convertitore boost stesso (che è l'unico elettrolitico sulla destra più o meno a metà circuito), vedrai che il suo polo positivo entra nel pic dov'è l'ingresso del comparatore, e quindi posso avere informazione sul valore di tensione generato dal booster stesso.
1) Adesso gli dò un occhiata

[Beppe82]

Originariamente inviato da SoldatoSemplice

Allora:
3) Secondo le mie intenzioni il diodo non fà nulla di diverso che abbassare di 0.8 volt classici di un diodo, se non ci fosse quel diodo lo schema sarebbe il classico boost e il pic funziona da generatore di portatante switching

si ma come fa ad assorbirti la corrente se hai messo un diodo in polarità di blocco?

[stefanodel]

Originariamente inviato da SoldatoSemplice

Allora innanzi tutto grazie di nuovo e piano piano cerco di rispondervi a tutti:

@Stefanodel
Alla fine il circuito è diventato come quello in foto, il diodo di boost è quello di destra, quello soppressore dell'impulso di ritorno stà a sinistra.
Pensi che così possa funzionare?

No, il circuito non può funzionare. Quello che hai disegnato non è un boost.
Per avere un circuito che ti innalzi la tensione dovresti quanto meno usare un transistore pilotato dall'uscita del pic.
Anni fa vidi un moltiplicatore di tensione realizzato con alcune porte di un pic, il circuito era semplice.
A mio parere fare dei convertitori basati tutti su microcontrollori non è molto indicato, non riesci ad ottenere le prestazioni che ottieni con un integrato dedicato.

Stefano

[SoldatoSemplice]

Allora, dopo varie considerazioni, ho deciso di abbandonare completamente lo schema precedente e per risolvere il problema, ho deciso di usare un ponte H usando solo mosfet a canale P, qui sotto vi allego le simulazioni che ho fatto del ponte, ho messo gli interruttori anche se in realtà quelle porte saranno controllate direttamente dal PIC, spero in questo modo di non dover usare una pompa di carica, la simulazione mi dà che lo schema è corretto, le due foto riguardano il ponte nei due possibili casi di conduzione, spero di non dover usare una pompa o uno step up per portare ulteriormente sotto gnd i gate dei osfet, ma per il momento le simulazioni mi danno valori corretti, aspetto che mi arrivino i mosfet stessi per fare qualche prova reale.

[SoldatoSemplice]

Secondo voi, il fatto che ai capi del motore (qui indicato con l'amperometro) arrivino solo 5.92 volt invece dei 7,2 potrebbero creare qualche problema al motore elettrico, oppure posso sopperire in corrente a quello che gli manca in tensione?

Grazie

Ciao

[Beppe82]

il ponte ad H è fatto da una coppia "N" ed una coppia "P"
certo, puoi farlo con tutti transistor di un solo tipo, ma allora ti serve un pilotaggio riferito al Source di ogni singolo transistor
inoltre anche in caso di un ponte "standard" N-P le tensioni di comando vanno riferite alla max tensione del circuito di potenza, non a quello di controllo, ossia devi mettere dei driver che possonoessere semplicemente un transistor + resistenza di pull up / down

il fatto che arrivi sensibimente meno tensione di quella che ti aspetti è perchè i transistor non sono completamente accesi nè completamente spenti

[SoldatoSemplice]

L'unico motivo per cui il ponte H è formato da una coppia di canali N ed una coppia di canali P è per evitare che si formi il corto circuito quando si chiude il ponte, ma io controllerò separatamente i quattro rami del ponte stesso attraverso quattro pin di un PICmicro e dunque posso anche usare un ponte perfettamente simmetrico purchè mi assicuro che l'inversione di polarità sia eseguita con i dovuti tempi di latenza.

Conosco il problema che i gate dei mosfet con soli 5 volt non si riescono ad aprirsi completamente e questo oltre ad impedirmi di sfruttare l'intero canale a disposizione, mi lascia il mosfet in zona diretta invece che in saturazione e quindi rischio anche di farlo dissipare eccessivamente, stò quindi cercando una piccola pompa di carica in package SMD, e credo di aver trovato su RS l'LM2623, quasi quasi lo compro (voi che mi consigliate?)!!

Magari con questo integrato riesco a strizzare fuori quella decina di volt necessari per la completa apertura del gate, che dite?