[Energie] commutation pmos
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commutation pmos



  1. #1
    antek

    commutation pmos


    ------

    Bonjour

    Devant le prix des switch hs et des fins de course 24V 3A, il faut que je bricole une coupure d'alimentation de moteurs pàp.
    Il s'agit d'une coupure d'urgence commandée par un fin de course, pour limiter les dégats au cas où.
    L'objectif est de couper rapidement la tension moteur.
    Mon schéma vous semble-t-il raisonnable ?
    Avez-vous plus intéressant à proposer ?

    Et bonne après-midi . . .Nom : switch_pmos.png
Affichages : 201
Taille : 164,0 Ko

    -----
    Dernière modification par antek ; 24/01/2023 à 14h55.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  2. #2
    DAT44

    Re : commutation pmos

    Bonjour,
    une diode de roue-libre, serait la bien venue entre la masse et le drain du PMOS ...

  3. #3
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    Bonjour,

    Il faut que la sortie GPIO soit en 0/12 V.
    La pull-down sur la grille n'est pas nécessaire : il y a déjà la 10k directement sur la GPIO.
    J'aurais d'ailleurs mis une pull-up plutôt qu'une pull-down, de manière à assurer un blocage du PMOS lorsque GPIO est en High-Z.

    La 20 Ohm n'est pas indispensable.

    A priori, mieux vaut mettre la pull-X sur le GPIO pour éviter le pont diviseur avec la Rg.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #4
    antek

    Re : commutation pmos

    Citation Envoyé par DAT44 Voir le message
    une diode de roue-libre, serait la bien venue entre la masse et le drain du PMOS ...
    Les pont h du pilote (un pmos par pilote) sont munis de diode de roue-libre, et les fonctions "decay" (quel vilain mot) sont utilisées.
    On peut donc considérer (?) qu'une protection au niveau du pmos n'est pas nécessaire.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    antek

    Re : commutation pmos

    Pour Antoane
    ------------------
    GPIO est une entrée du µC
    Une erreur d'indication : la tension d'alim est 18 Vdc (12 Veff redressé/filtré)

    En fonctionnement normal le FDC est ouvert, Vgs à -18 V et le pmos est passant, c'est bien ça ? - on suppose dans un premier temps que le pmos supporte ces tensions -
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  7. #6
    DAT44

    Re : commutation pmos

    Bonjour,
    donc c'est OK, il reste juste a calculer le pont de résistances qui divise la tension pour l'entrée du GPIO ...

  8. #7
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    Bonjour,

    Dans ce cas, on peut supprimer la 10 kOhm, le pull-down étant assuré par la somme des deux autres résistances. Le pont diviseur n'a pas besoin d'être très précis du fait de la plage de tension lue comme un 1 par le MCU, et de la diode de clamp interne (assciée à la résistance de limitation de courant "horizontale" sur ton schéma).

    18V étant un peu élevé pour un la plupart des PMOS, on peut ajouter une résistance en parallèle du capteur, qui pourra valoir de l'ordre de 50% de la somme des autres résistances.

    On peut aussi faire les choses proprement et ajouter des diodes (incl. zeners).
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  9. #8
    antek

    Re : commutation pmos

    Oui, j'avais d'abord fait le schéma de principe avec juste la 10 k, l'entrée du mcu a été rajoutée ensuite pour info.
    La résistance en // du switch c'est bien pour m'éviter d'avoir a amener un +12 V juste pour le pmos.
    On peut aussi faire les choses proprement et ajouter des diodes (incl. zeners).

    Avec une résistance en // comme tu proposes
    - une zener (~ 12V) en parallèle sur la 10 k, switch fermé elle consommera 0,3 A (4 W) ?
    - une zener en protection de l'entrée gpio ?
    - autre ?
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  10. #9
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    > - une zener (~ 12V) en parallèle sur la 10 k, switch fermé elle consommera 0,3 A (4 W) ?
    La zener doit limiter le Vgs, elle doit donc être en parallele du contact (+la 20 Ohm).

    > - une zener en protection de l'entrée gpio ?
    Par exemple.
    Personellement, je n'aime pas les zener pour ca, du fait de leur coude peu marqué et de l'imprecision de leur tension de seuil. Je préfère une diode de clamp (éventuellement schottky) entre la GPIO et le Vcc, mais c'est une question de gout, et il faut être sûr que le Vcc consomme au moinsle courant venant de la diode.

    > La résistance en // du switch c'est bien pour m'éviter d'avoir a amener un +12 V juste pour le pmos.
    C'est pour que lorsque le swicth est ouvert, la tension entre le Vcc et la grille (ie le Vgs du PMOS) ne soit pas égal au Vcc, mais ait une valeur plus faible du fait du pont diviseur créé par cette résistance et les deux autres... mais je ne suis pas sûr d'avoir compris ta question.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  11. #10
    antek

    Re : commutation pmos

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    ... mais je ne suis pas sûr d'avoir compris ta question.
    Le "c'est bien" était juste une expression de contentement, n'ayant pas eu l'idée du schéma de "R en // sur le switch" .

    Merci
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  12. #11
    antek

    Re : commutation pmos

    Les valeurs des tensions ont été calculées avant d'introduire les zener dans le schéma.
    L'entrée µC est tolérante 5,5 V, pour VIH c'est bon mais il faudra gérer le port à l'initialisation.
    Je n'ai pas trouvé d'astuce pour me placer en-dehors de [VIL,VIH].Nom : switch_pmos.png
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Taille : 191,0 Ko
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  13. #12
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    Bonjour,

    Le problème est que tu te retrouves avec une un potentiel valant ~18V ou ~18-12 = 6V sur la grille du PMOST, et quil faut la convertir en une tension valant [<0.8 V] ou [>3.5 V].
    Un simple pont diviseur ne suffit pas, une solution est d'ajouter / retrancher un Offset à la tension. Par exemple un offset de 4.7 V avec une zener.
    Ca fonctionne, cependant avec une assez grande sensibilité au Vcc.
    Screenshot 2023-01-29 123316.jpg


    Ci-dessous une autre solution, plus élégante et qui a l'avantage d'être trés insensible à la tension d'alimentation du montage.
    - R6 et D4 assurent que latension Vgs du MOSFET est égale à 0 (R8 sert de résistance de tirage) ou à -10 V
    - Q1 est monté en émetteur suiveu: le potentiel sur son émetteur est égal à celui sur sa base + Vbe. Une tension égale à Vgs-Vbe est donc appliquée sur R9, qui voit à ses bornes 0 ou 9,3 V environ. Le courant circulant dans R9 vaut donc 0 ou 1 mA. Supposant Ie ~ Ic, le courant dans R10 vaut également 0 ou 1 mA, et Vout vaut alors 0 ou 5 V. Le fonctionnement du montage est donc indépendant de Vcc, pour peu que Vcc soit suffisant pour polariser D4 *et* délivrer 5V sur Vout (puisque le potentiel sur le collecteur de Q1 ne peut pas dépasser (significativement) celui sur sa base). Par conséquent, il faut Vcc > 10 + 5 = 15V environ.On peut faire focntionner le montage avec Vcc réduit à condition d'utiliser un MOSFET utilisable avec un Vgs réduit, et en adaptant D4 et R9 en conséquence.
    Le montage est inverseur : GPIO = 1 lorsque le MOSFET est passant.

    Screenshot 2023-01-29 122309.jpg

    Autre facon de faire : le courant de polarisation de D5 circul éaglement dans la jonction b-e de Q2, ce qui permet de le rendre passant. Ainsi, lorsque le switch est ouvert, un courant s'établie dans Q2, D5 et R14, ce qui rend passant Q2 et le MOSFET. R5 et R11 mettent alors à l'échelle le signal 0/vcc pour le convertir en 0/5V.
    R25 assure un bon blocage du PNP, R13 assure un bon blocage du PMOS.

    Screenshot 2023-01-29 124523.jpg



    A choisir, j'utiliserais le 2nd schéma (qui pourrait d'ailleurs fonctionner sunr de plus faibles valeurs de Vcc avec une résistance additionelle).


    Le fichier ASC : Draft11.asc
    Dernière modification par Antoane ; 29/01/2023 à 12h54.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  14. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    R8, R3 et R13 sont inutiles.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #14
    antek

    Re : commutation pmos

    Merci, c'est ce genre d'astuces que j'attendais.
    Avant de me décider je vais faire des mesures du 12V (fourni par un vieux transfo pour halogènes) redressé/filtré en fonction de la charge, mais je te fais confiance pour "l'élégance".
    Pour info le pmos est un ZXMP4A16G (parce que j'en ai . . .).

    Le fichier en .asc est pour une simulation je suppose ?
    C'est une pratique qui m'est inconnue, j'ai posé le fer à souder à 25 ans et je l'ai repris au début de la retraite . . .
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  16. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : commutation pmos

    Le fichier ASC est pour simulation avec LTSpice. Pas super user friendly, mais simple à prendre en main pour des simulations simples, et capable de simulations complexes et "précises".
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  17. #16
    antek

    Re : commutation pmos

    Un détail oublié : le switch peut être indiféremment utilisé en NO ou NC.

    Et de plus je suis sous Linux, mes logiciels électroniques se limitent à MPLABX et KiCad . . .
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

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