RdsON como Shunt para Sensar Corriente en un MOSFET | Sponsor Altium Designer
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- čas přidán 24. 07. 2024
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Índice:
0:00 Intro
1:18 Teoría de Sensado
7:38 Monolíticos de Sensado
10:16 Alerta de Consumo
15:08 Circuito de Prueba
20:14 Laboratorio
24:00 Medición RdsON IRF840
27:30 Medición RdsON IRFZ44
31:49 Medición Inductor PWM
32:12 Osciloscopio
33:55 Resumen y Análisis
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Resumen:
En este video realizaremos la medición de consumo de un transistor MOSFET mediante su propia RdsON, en lugar de usar un Shunt de manera convencional.
Este método dependerá del tipo de MOSFET que se este utilizando.
El mayor problema es que se debe caracterizar cada sensado de corriente de cada MOSFET de manera individual, porque existe dispersión en RdsON en cada MOSFET.
También tenemos otro problema, el desvió térmico, la RdsON cambiara también según la temperatura, esto hace que según el consumo y el tipo de MOSFET que estemos utilizando, tengamos mayor o menor dispersión.
Existen algunos monolíticos para sensar el consumo leyendo Vds del transistor, también existen transistores con una salida Mirror como los SENSEFET, pero hay que evaluar el costo de este sensado, si vale la pena para un proyecto, y lo mas complejo es el costo de calibración / caracterización individual en un producto que se produce en serie.
Summary:
In this video we will measure the consumption of a MOSFET transistor through its own RdsON, instead of using a Shunt in a conventional way.
This method will depend on the type of MOSFET that is being used.
The biggest problem is that each current sense of each MOSFET must be characterized individually, because there is dispersion in RdsON in each MOSFET.
We also have another problem, the thermal deviation, the RdsON will also change according to the temperature, this means that depending on the consumption and the type of MOSFET that we are using, we will have more or less dispersion.
There are some monolithic ones to sense the consumption reading Vds of the transistor, there are also transistors with a Mirror output like the SENSEFET, but you have to evaluate the cost of this sensing, if it is worth it for a project, and the most complex thing is the cost of calibration / individual characterization in a mass-produced product.
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#rdson #mosfet #shunt - Věda a technologie
Muy buen video, algunos convertidores DC-DC Buck con rectificador síncrono incluyen esta función para protección de sobre corriente donde solo es importante el umbral, hay otro dato importante a tener en cuenta con ls Rdson de los mosfet, entre más alto sea su Vds de trabajo su Rdson se incrementa, esto es algo delicado porque algunos MOSFET pueden ser auténticas bombillas incandesentes, disipan muchísima energía, me paso con unos mosfet de alto voltaje.
Gracias, lo importante para nosotros lo que reparamos poder entender estos conceptos y así poder escoger bien un sustituto de algún repuesto que no logremos encontrar a la primera.
Sii, totalmente, a veces uno no va a salir corriendo a montar un circuito pero está bueno como conocimiento general o para analizar circuitos, eso es lo importante! Saludos
Un vídeo buenísimo. Una idea excelente y fácil de implementar. Cierto lo de la dispersión, pero para protección contra CC está genial. Excelente como siempre tu trabajo Sebas. Un saludo
Muchas gracias! si! esta bueno para como proteccion o para medir un umbral determinado, creo que podria ser interesante! Saludos!!
Hacía mucho que no te comentaba, muy piola y aplicable lo de utilizar este método para censar que la corriente, me gusta que siempre tiras hojas de datos de componentes que ni sabía que existían jaja muy buen dato lo de los SensFET y el integradito que mide corriente, que buen contenido que haces, muchas gracias.
Hola! Jeje si, es que uno siempre tiene que soportar su clase o su tutorial con bibliografía o notas de aplicación, para que se sepa de dónde sale y también por si uno quiere ir a expandir más el tema! Saludos
jamás se me había ocurrido utilizarlo como shunt. Aunque sigo estudiando (lento) una carrera relacionada con la electrónica, nunca había escuchado de los SENSEFET, aprendiendo un poco más cada día. Sirven mucho los datasheet y hojas de aplicación que soles dejar!
Si!! en algunos casos esta bueno, pero es medio engorroso obtener una medicion precisa con este metodo, sirve como proteccion por sobre consumo! Saludos!!
Que bueno, excelente video teorico/practico yo lo use en cierta forma en un convertidor BUck DC/DC para detectar cortocircuito/sobrecarga a la salida, implementado en conjunto con el driver FET, funciona, pero no puedo hacer un corte exacto por corriente, pero en un corto firme me funciona. Lo ideal es esto que vos haces acá, que en la teoría lo sabía, pero no supe implementar. Saludos desde Córdoba!
Muchas Gracias!, Claro, bueno tambien podes sensar la caida de tension en la bobina de la fuente, pero normalmente lo que se hace es sincronizar con el duty para que la medicion sea correcta y tenes que contemplar protecciones y limites de tension por los picos de la bobina. Claro para un corto funciona porque es una variacion muy marcada, pero si estas trabajando con poca corriente le cuesta un poco diferenciar ese umbral, Saludos a Cordoba! algun dia ire a conocer!!! :D
Excelente video 👌🏻
Saludos ✌🏻
Muchas Gracias!! Saludos!!
Muy buena explicación, gracias. Lo he visto como protección en circuitos que controlan motores, deshabilitando el driver del mosfet cuando hay un sobreconsumo.
Muchas Gracias!!, siii totalmente, yo los he visto tambien en controles de potencia, variadores de velocidad y demas reles de estado solido de potencia. Saludos!
@@electgpl Un abrazo y gracias por siempre estar aportando y compartiendo información.
podrías hacer resistencias shunt de alambre como los que traen los tester para medir amperios tienes bastante experiencia en el tema
Excelente vídeo :)
Muchas Gracias!!! Saludos!
@@electgpl De nada :)
15:44 Si si, desde ya mejor desde el Share de Altium. (Yo no quiero nada eh!(Diez manitos en el pechito) jajajajaja
buen video gracias por compartir, el RDS On normalizado podría dar una idea de corriente pero al modificarse por temperatura no resulta muy fiable como lo menciona, tal vez si se hiciera un control de temperatura por disipación activa para corrientes grandes a bajo voltaje podría tal vez ser útil al complicar el circuito
Muchas gracias! claro, podes caracterizar el transistor en temperatura y corriente, podes obtener un valor de lectura, lo que pasa que si tenes que hacer varios circuitos iguales, tenes que caracterizarlos todos uno por uno y se vuelve costoso como producto. Saludos!
El método de medida con la rdson de MOSFET se usa también mucho en los sistemas de protección de baterías, hay unos chips de Seiko (ya obsoletos), los S82xx que se utilizan para tal fin (protegen tanto de cortocircuito como de descarga profunda y carga excesiva). Yo recuerdo haberlos utilizado y había algo que no me cuadraba y es que: en lo que concierne a la protección de sobrecorrientes, estos chips no te dan obviamente una corriente máxima de cortocircuito, te dan una tension umbral que luego tu eliges el mosfet con una rdson adecuada. Pero en diseños que analicé la rdson era muchisimo más baja que lo que se necesitaba según la aproximación rdson = Vcomparador/Imax.
Entonces, ¿cómo hace el chip para limitar a la tensión correcta?. Bien, lo que descubrí es que estos chips, juegan tanto con la medida de la rdson tanto como con la vgs... voilà. El truco es que sube la corriente, sube la caida en rdson, baja la vgs, sube la rdson, luego la caida de tension es aun mayor y asi sucesivamente hasta que el chip corta los MOS.
Caractericé la rdson en funcion de vgs (supuse temperatura constante), hice una simulación, y entonces sí me empezó a cuadrar la selección del MOS con la corriente máxima, luego una empresa que se dedica a las baterías de litio me lo confirmó. Es un método muy ingenioso de estos chips, que nadie cuenta y resuelve de alguna forma el compromiso de sensibilidad vs disipación. Obviamente no te mide una corriente de forma precisa, pero sí corta la batería en un umbral bastante preciso.
Saludos.
Hola!, muy bueno no conocia los de Seiko, voy a googlear a ver de que se tratan. claro, podes hacer la caracterizacion cuando mantenes una de las variables constantes, es interesante para usarlo como proteccion, porque no tenes que hacer un ajuste individual por producto porque te termina costando mas el ensayo que la solucion! Saludos!
Excelente, muy bien explicado. Es como dices se usa mas q nada para protección, lo vi en el IRS2092 q los llevan algunos amplis SHAKE de la Sony, el cual entraba en protección. Lo q no me quedo muy claro es como miden cuando el transistor esta en corte ya q la Vds es alta, pienso q lo sincronizan con la señal. Gracias y Saludos.
Muchas Gracias! claro yo siempre lo vi en protecciones porque incluso termina siendo mas costosa la compenzacion que poner un shunt clasico. Hay que analizar cada caso, porque en muuuucha potencia el shunt es costoso tambien y aparecen estas opciones de mosfet raros o esos sensores de RdsON dedicados!. muy bueno lo de los equipos de Sony, no lo conocia en ese uso, tenes circuito? Saludos!
@@electgpl Bueno, te envié la pagina del manual de servicio y parece q CZcams me cancelo el mensaje. Probare devuelta.
@@electgpl no me permite enviarte el link. Tendrias q buscarlo el archivo se llama sony_hcd-shake33_hcd-shake44_hcd-shake55_hcd-shake66_hcd-shake77_hcd-shake88_ver1.4 en la pagina de elektrotanya. El integrado q envia la proteccion es el IRS2092. Saludos.
me interesa poder tener las dos opciones y asi ir mirando como funciona el altiun u naves lo instale y le di vueltas por todos lados y no pude hacer un circuito
No entiendo nada pero muy bueno el canal
Muchas Gracias! Pero si tenés alguna duda, déjala así se te puede ayudar! O pásate por el grupo de Telegram si querés! Saludos
Hola, Buenas, Tardes, Excelente el Video y Conceptos, intenté entrar al Altium 365, pero me dice que debo solicitar acceso y tengo que esperar un EMaiL.-
Hola Buenas Tardes!, muchas gracias!, uuuu bueno me fijo! no me di cuenta que habia quedado con pedido de mail! ahora lo cambio asi te permite entrar! Gracias por avisar!!! Saludos!
Excelente como siempre. Cual es la app de tu calculadora?. Gracias
Muchas Gracias!! la calculadora es HiPer Calc, tenes una version gratis y una de pago. Saludos!
@@electgpl Muchas gracias!!!
Otra buena clase: pregunta: tiene algún diagrama de algún radar que tenga un alcance de un radio de 50km? Que no sea tan complicado para poder conseguír todos los componentes
Muchas Gracias! Bueno eso es complejo, un radar con esas especificaciones es un equipo profesional, no es algo sencillo de realizar de manera casera, por la frecuencia de microondas que requiere y por la potencia! Saludos
@@electgpl gracias de todos modos si logro armarlo aunque sea para un radio de 1km le comento; hasta el próximo video
NOOOOOOOOOOO, tengo que ir a mandado, me perderé el en vivo😢
Ufff bueno, no te preocupes quedará aquí! Luego vendrá otro estreno o directo!
hola, gran video.
Mi pregunta es muy básica pero se puede hacer una fuente regulable con solamente un mosfet de canal N , o únicamente tiene que ser de canal P. gracias
:)
Las topologias dependen de la corriente que quieras obtener, para corrientes de 1A para abajo lineal, hasta los 3A par mosfet diodo schotky, de 5A a 10A buck converter half bridge, 20A-100A buck converter half bridge sincrono, 100A buck converter half bridege sincrono multiface
Hola! muchas gracias!, podes hacerla con cualquier mosfet, de igual manera que podes hacerla con un PNP o un NPN, el tema es como lo polarizas, no podes cambiar un transistor por otro de manera directa porque se polarizan diferente, igualmente un solo transistor en una fuente de potencia, habria que ver el resto del circuito porque cuando requieras manejar potencia posiblemente tengas que agregar un driver y un poco mas de electronica. Saludos
Muchas gracias, saludos
Has una fuente buck simétrica...
Podría ser, nunca hice una simétrica, me gusta! Gracias!
¿Hola ingeniero! llevo tiempo viendo sus videos y Realice una carga electrónica con un mosfet y censo la corriente en low-site, (lo vie en otro de sus videos) con la configuración justo como los describe al principio de este video. Pero ocurre un fenómeno que no comprendo,: al censar la corriente con el Opam, me entrega un valor fijo y contante de censado que teóricamente es correcto. pero al colocar un amperimetro en serie en la carga, el valor en amperios comienza reducirse después de un tiempo y el valor que entrega el opan, no; se mantiene fijo. asumí que se debe a la Rds del mosftet que aumenta por la temperatura. pero e probado varios con diferentes valores de Rds y ocurre lo mismo. ¿se deberá al amperimetro en serie; e puesto varios y en todos ocurre) ¿Qué opina, quizá sea normal. pero mejor preguntar que estar con la duda. ¡gracias de antemano por su opinión!
Hola!, bueno si estas usando un shunt en el source del transistor para medir consumo (como en la carga electronica) y luego el opamp para amplificar esa tension, habria que ver que valor de ganancia tiene ese amplificador y que nivel de entrada, porque si estas midiendo una caida de tension en el shunt muy alta, entonces puede que se sature el amplificador porque se aproxima a la tension de alimentacion y luego no varia mas. Deberia bajar la tension de salida del opamp una vez que baja la tension en la entrada, pero habria que probarlo. que valor de tension tiene el shunt y que ganancia tenes en el opamp? Saludos!
@@electgpl ¡Hola de nuevo, ingeniero! Gracias por responder. el shunt esta hecho con una resistencia de 0.11 Ohms ( dos resistencias de 0.22 ohms a 7 watts) para medir cargas de hasta 6 amperios. el ic que estoy usando para censar la corriente es un LM324. en el Opam tiene una ganancia de 8.513. Rf=100K y Rs=13.3K (son de precisión) Las mediciones que entrega este opam van bien similares y estables comparadas con las que entrega el amperímetro que pongo en serie a la carga (Multimetro UNI-T UT139P), hasta mas menos unos 3 amperios. después de ese valor, al subir mas la corriente, el valor en el amperimetro comienza descender, pero el de la salida del opam no; manteniéndose estable. si subo aun mas la corriente, los valores se ajustan por un momento en el opam y en el amperímetro, pero inmediatamente comienza bajar hasta unos 700mA en el amperímetro en serie a la carga y se mantiene estable en ese valor. asumí que era por la Rds del mosfet que aumenta con la temperatura. pero tengo la duda pues en teoría y según yo, estas variaciones deberían mostrarse también en el voltaje de la shunt de 0.11 ohms y la salida del opam. También Supuse que seria algo de saturación, pero mido los voltajes de la resistencia shunt y realizo cálculos diferentes para obtener la corriente y siempre esta bien, indicándome que el opam que censa la corriente hace bien su función hasta los 6 amperios. quizá sea por el amperímetro. para probar si este causa el problema, lo quite y puse una resistencia de 1 ohms en serie entre el Draint y la carga para simular otra shunt y medir la corriente usando la formula, pero también se presente el fenomeno en este arreglo, pues comienza a bajar el voltaje; indicando que la corriente esta disminuyendo. ¿será algo normal? ¿sera el ajusute de tension-corriente del dispositivo que pongo en la carga electrónica (una fuente de 19 volts a 7 amperios, una batería de litio de 3500mah entre otras fuentes)? ¿y será normal que no se refleje este cambio en la resistencia shunt y por ende, en la salida del opam? ¿Qué opina?
Lo malo que la referencia variaría por temperatura y con el tiempo por desgaste...
Ni tanto, pero ese metodo solo se usa para corrirntes por encima de los 20A, por debajo se usa resistencias shunt de alta presicion
Bueno por temperatura podes tener desvio porque el mismo datasheet lo menciona, pero tambien depende del punto de trabajo de ese transistor, si la idea del circuito es un switch y lo tenes funcionando en una zona medio inestable que no llega a ser saturacion porque esta mal polarizado o algo asi, entonces posiblemente tengas una Vds mas alta de lo esperado en saturacion y eso genera disipacion termica y un deterioro con el tiempo, sobre todo si se calculo para estar bien saturado con una Vds baja y se le calculo un disipador para esa temperatura. Saludos!