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Laboratorio electrónico propio

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ranganok
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(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 20 años

Hola a todos,

Cuando nos ponemos a diseñar un robot, un sistema domótico o cualquier proyecto es muy importante tener las herramientas adecuadas. Teniéndolas se nos reduce el tiempo de diseño y desarrollo, y, sobretodo, el tiempo de depuración. Poder acceder a un Laboratorio en la universidad o en el trabajo es una gran ayuda, sin embargo no todo el mundo tiene esta posibilidad.

Pensando en esto, y con ánimo de ayudar a la gente que no tiene acceso a un laboratorio, estoy recopilando información y haciendo proyectos para montar un "Laboratorio electrónico propio" (en palabras de maese beamspot).

Evidentemente esto se puede hacer por la vía cara y rápida, es decir, gastándose una pasta en equipos profesionales, o por la barata:

http://skiras.blogspot.com.es/search/label/Laboratorio " onclick="window.open(this.href);return false;

Intentaré que el laboratorio vaya tomando forma (poco a poco porque no tengo mucho tiempo libre) profesional, hablaré de las mejores prácticas a la hora de diseñar un instrumento, formas de calibración y todas las dudas que me vayan surgiendo y solucionando durante el proyecto.

Comentarios, ayudas y críticas constructivas serán bien recibidas.

S2

Ranganok Schahzaman

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jmn
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 JMN
(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

Yo tengo en mente hacerme una de éstas microcontrolada:

http://www.eevblog.com/2010/08/01/eevblog-102-diy-constant-current-dummy-load-for-power-supply-and-battery-testing/ " onclick="window.open(this.href);return false;

más o menos la idea que explica al final del vídeo, añadiendo un pequeño LCD y conexión a pc, ya que ando probando unas fuentes con reostatos y algo como esto me vendría mucho mejor.

En el esquema del vídeo le falta añadir una resistencia de puerta al MOSFET, para evitar que el operacional oscile ante una carga capacitiva de varios cientos de picofaradios que tienen estos mosfet en la puerta y también para protegerlo ante picos de intensidad en la conmutación del trt, como pueden ser los originados por la capacitancia de puerta fuente más la capacitandia de drenador puerta (sobretodo si hay una carga inductiva).

Una pregunta que me surge, en el caso de usar un operacional LM bipolar (sink source 20 mA), ¿hasta qué capacitancia de puerta fuente del mosfet es posible no utilizar una resistencia en serie con la puerta para proteger la salida del operacional cuando el mosfet va a activar una carga resistiva, u evitar una posible oscilación de la salida?. Es decir si usamos un mosfet de baja intensidad, capacitancia entre puerta y fuente digamos 50 pF, el típico para encender un led, esta resitencia supongo que se podría evitar si conmutamos la puerta desde un operacional tipo LM358, comparador 393, etc..

En el diseño que ha hecho en el vídeo claro está que se ha comido la resistencia en la puerta del mosfet de potencia, ya que la capacitancia de estos mosfets de puerta fuetne puede ser de cientos ó miles de pF, que haría oscilar la salida, y sin tener en cuenta el tema de proteger la salida del operacional por el efecto Miller del trt que tb descargaría la capacitancia de drenador con cargas inductivas más la carga y descarga de la propia ciss.

S2

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ranganok
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(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 20 años

Este tipo de carga lo estaba dejando para el fi nal de la serie porque todavía tengo que investigar bastante la tipología para ver sus pros y contras.

Me apunto lo que has dicho para mirarlo con calma.

S2

Ranganok Schahzaman

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jmn
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 JMN
(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

La intensidad que va a la salida del operacional será:

I = Ciss (dVgs/dt) e I = Crss (dVdg/dt) a falta de la impedancia de entrada. Por lo que con los tiempos de conmutación es posible hacerse una idea de la corriente.

Si la carga es inductiva pues habrá que poner una resistencia de protección debido al condensador de drenador, resistencia que afectará al tiempo de conmutación del transistor y por tanto a la potencia disipada en éste, si el Mosfet tiene una capacitancia de puerta muy grande pues también es conveniente ponerla. Otro tema sería la oscilación de la salida del operacional debido a la capacitancia e inductancia del mosfet, a lo que también ayuda poner la resistencia en serie que amortiguará la posible oscilación de la salida, incluso un condensador (pF) entre las entradas V+ y V- del operacional.

La duda es si añadir siempre una resistencia en serie con cualquier mosfet, por ejemplo el típico mosfet que se poner para conmutar un led con una pequeña capacitancia de puerta (50 pF), corriente del led menor de 20 mA. En este caso yo siempre me he ahorrado la resistencia en serie con la puerta, debido a la baja capacitancia de puerta del trt nunca me ha supuesto ningún problema, pero en algunos diseños siempre suelen poner una resistencia 1-10 ohms si la frecuencia de conmutación es alta, y en caso de transistores de potencia o cargas inductivas lo normal es poner una resistencia de varios cientos o algún k en serie con la puerta.

Simplemente la duda era saber en la práctica a partir de que capacitancia de puerta, con el clásico operacional LM358 (el más barato) o comparador LM393 (también de los más baratos) y por tanto los que suelo usar casi siempre que no se necesite precisión y en single supply sería recomensable añadir la resistencia en serie. SIendo el comparador colector abierto el problema simplemente se reduce a protección del operacional, quitando el caso de oscilación de la salida. El tema de oscilación de la salida del operacional en función de cargas capacitivas e inductivas también me lo tengo que mirar, pero vamos en el vídeo de eevblog falta la resistencia.

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ranganok
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(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 20 años

Hola,
La intensidad que va a la salida del operacional será:

I = Ciss (dVgs/dt) e I = Crss (dVdg/dt) a falta de la impedancia de entrada. Por lo que con los tiempos de conmutación es posible hacerse una idea de la corriente.
(...)

Hay que contar que se está simulando una resistencia o una carga de corriente o potencia constante, es decir, que el mosfet no va a trabajar en las zonas de corte-saturación sino en la zona óhmica por lo que (en principio) los cambios serán pequeños (ΔVgs pequeña) y lentos (Δt grande).

Cierto que es bueno que haya una resistencia a la entrada para limitar el pico de corriente al encender (sobretodo si la fuente ya está conectada). De todas formas se puede buscar un operacional con una gran capacidad de corriente de salida o utilizar driver de mosfet para dar chicha a la puerta.

Me lo miraré con calma y haciendo las ecuaciones, pero diría que el esquema que pusiste (para simular cargas) es válido. De todas formas estaría bien investigar cómo afecta el ancho de banda a la respuesta del sistema (aunque creo que lo dejaré para un 5º artículo).

S2

Ranganok Schahzaman

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jmn
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 JMN
(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

Si el ancho de banda no es suficiente el transistor no se verá como una carga resistiva, más bien una especia de impedancia, y la fuente puede empezar a oscilar, valores típicos del ancho de banda de cargas electrónicas suele estar entre 1-5 KHz.

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