protezione output

Ciao a tutti,

avrei la necessità di comandare, tramite arduino, carichi induttivi in continua 12V in modo impulsivo con frequenza 5-10Hz... avrei pensato al seguente schema allegato.

Volevo domandare se potete darmi qualche dritta e soprattutto se potete suggerirmi metodi di protezione da inserire tra l'uscita del microcontrollore e il transistor.

Vi ringrazio in anticipo

Visto che una cosa simile (ma con amperaggi diversi) potrebbe interessare anche me, volevo esporre le mie prime impressioni che mi sono venute, "ad occhio" diciamo, sicuramente parziali quindi non sto proponendo una o "la" soluzione, ma chiedo lumi a chi è sicuramente più pratico di me.

Primo, mi pare che serva comunque un diodo soppressore in antiparallelo all'induttanza. Corretto?

Secondo, il Gate lo metterei per sicurezza in pull-down, con una resistenza verso GND per evitare che (es. al restart dell'MCU) possano esserci attivazioni anomale del circuito.

Ora mi lascia comunque perplesso il discorso della frequenza, 5-10Hz, e le correnti così elevate, quali conseguenze potrebbe avere su Arduino e quindi, unendomi alla domanda di max, ci sono altri accorgimenti per evitare danni oltre a quelli che ho indicato?

fotoaccoppiatore e tieni separate le alimentazioni.
Ovviamente anche il diodo sull'induttore.

Prima di tutto, a meno che tu non abbia un dissipatore decente, o con ventilazione forzata, NON usare un IRLZ44N ... perche' ha una RdsON di 0.022 ohm (o 22 milliohm, se preferisci), il che a 12A ti causerebbe una caduta di tensione di 12*.022=0.264V, ma soprattutto il mos dovrebbe dissipare 12*.264=3.168W, e dato che il case TO220 senza dissipazione puo reggere in sicurezza solo 1W, senza dissipatore sarebbero troppi ...

Come ho gia scritto un po di volte, scegliete sempre mosfet logic-level da 100 o piu A, anche se non servono, specie con frequenze di commutazione cosi basse, in modo da avere componenti con la RdsON il piu basa possibile e quindi anche cadute di tensione e potenza dissipata in calore le piu basse possibili ... :wink:

Poi, quei componenti hanno in genere un diodo di protezione incorporato, ma e' sempre buona norma metterne anche uno in antiparallelo alla bobina, ovunque sia possibile, e scegliendolo fra i diodi schottky, che sono piu veloci dei normali didoi raddrizzatori e quindi piu efficenti in quel campo ...

Per frequenze di poche decine di Hertz, non servirebbe neppure un driver per il mosfet, ma dipende dall'applicazione ... se basta una commutazione generica, allora si puo usare anche solo una resistenza da 100 ohm in serie al gate (con 100K fra gate e massa, per i canale N, e fra gate e positivo per i canale P, ovviamente) ... se invece servono commutazioni molto veloci, e' sempre meglio usare un'apposito driver, ormai sono disponibili diversi modelli in case 8 pin (in genere contengono due driver per componente), senza piu il bisogno di usare i classici 2 transistor in totem-pole, che arrivano a dare anche 1A di corrente di picco permettendo di pilotare i mosfet in modo molto veloce e/o con frequenze piu alte se necessario ... perche' quando si parla di pilotare mosfet, serve ricordare che elettricamente il gate e' equivalente ad un piccolo condensatore, una volta "carico" non consuma praticamente corrente (qualche nanoAmpere di perdita, al limite), ma nelle commutazioni, come ogni altro condensatore, richiede corrente, e piu il gradino deve essere ripido, piu l'impulso di corrente e' alto, per quanto breve sia nel tempo ...

Hai perfettamente ragione, avrei comunque optato per un buon dissipatore. Il circuito è ‘a vista’ e quindi anche ben arieggiato...

Ad ogni modo, il mio carico sarebbe un iniettore benzina e girovagando ho trovato questo Fuel Injector Drivers | the Delta Echo

Come potrei inserire l’optoisolatore? Il suo inserimento potrebbe generare ritardi tra comando e apertura/chiusura del transistor?

Ecco, ad esempio, quello schema e' sbagliato, primo perche' l'IRF640 con 180milliohm di RdsON, anche se potesse funzionare correttamente, finirebbe per far cadere a 12A piu di 2V e dissiperebbe sui 26W, e secondo perche' in ogni caso quel mosfet non e' logic-level, richiede sui 10V di gate per andare in piena conduzione, quindi con i 5V della logica non andrebbe in piena conduzione, rimanendo in zona lineare e bruciandosi velocemente ... e' il tipico esempio di schema disegnato "alla penis canem" :smiley:

Serve un mosfet piu robusto, con RdsON piu bassa, e soprattutto logic-level ... ad esempio questo o uno simile, per andare sul sicuro ...

Poi se vuoi interfacciarlo con un'opto per mantenere isolati i due circuiti, puoi anche usare un non-logic-level (ma sempre piu robusto), usando il transistor dell'opto per portare il 12V al gate con una resistenza da 100 ohm o simile (mettendone una da 47K o valori simili fra gate e massa), perche' a quel punto la parte di comando del gate sarebbe a 12V e non piu a 5 ... senza opto, logic-level per forza ... con l'opto, vanno bene entrambi ...

Grazie mille per i preziosi consigli e le correzioni...

ho modificato alcune cose e su simulazione funziona (ho preso il transistor piu simile possibile a quello consigliato da te, che purtroppo nel simulatore non è presente)

Così come da allegato potrebbe andare? la resistenza da 512 è meglio metterla da 0,5W, le altre 0,25W

Il generatore V1 sarebbe Arduino e R5 il carico induttivo (iniettore con resistenza 12ohm

Non si è capito bene se il carico assorbe 12A o se è da 12ohm

questa linea dovrò applicarla ai seguenti carichi:

R5=12 ohm.... quindi 1A (sicuramente avrò un picco iniziale leggermente superiore)

R5=1 ohm.... quindi 12A (sicuramente avrò un picco iniziale leggermente superiore)

ma se i carichi sono induttivi all'avvio la corrente è Inferiore per poi salire, non viceversa

al posto dei 512 metti 10K, che e' meglio ...

Standardoil:
ma se i carichi sono induttivi all'avvio la corrente è Inferiore per poi salire, non viceversa

Scusa, idiozia mia grazie della correzione :blush:

Etemenanki:
al posto dei 512 metti 10K, che e' meglio ...

Perfetto, da simulatore funziona e noto che posso tranquillamente utilizzare anche li una resistenza da 0.25W.

Ultima domanda, avete un optoisolatore specifico da utilizare o posso tranquillamente utilizzare i tlp521 (che tra l'altro ho gia in casa)?

Come sempre grazie infinite per le dritte