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MOSFET IRF8010 Queimando com partida em rampa de motor de corrente contínua.

Olá, montei o circuito abaixo para acionar um motor de 12v de 40A em corrente contínua.
O ponto D5 é conectado à um arduino que executa uma rampa de 3 segundos, para que o motor dê partida de forma suave até chegar em sua corrente máxima.

Porém, antes de chegar ao valor máximo de tensão entregue ao motor, o mosfet está queimando.
Já medi a temperatura do mosfet no momento da queima e não chega a 70°, ou seja, o dissipador está suficiente.

O opto-acoplador foi inserido para que seja entregue uma tensão de cerca de 9V ao gate do mosfet, valor também suficiente para a completa abertura do mosfet.

O diodo de roda livre que eu inseri também parece atender para essa aplicação.

O que pode estar ocasionando essa queima? Seria necessário adicionar algum tipo de filtro?

Deixei os datasheets em anexo

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Respostas a este tópico

Permalink Responder até Ricardo Alves de Oliveira em 12 dezembro 2023 at 17:49

Olá, só uma observação, já tentou comprar o IRF de outro fornecedor (confiavel)?

Já tive problemas com o IRFZ44N falsificado no Mercado Livre e com o BTA41 também.

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Permalink Responder até Cleiton Alves em 12 dezembro 2023 at 21:54

Tentei outros modelos de mosfet, como o 3205 que também atendem a essa demanda de corrente e também queimaram (ficaram em curto entre dreno e source)

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Permalink Responder até D. T. Ribeiro em 12 dezembro 2023 at 21:11

Olá Cleiton.

Um professor me disse uma vez que o semicondutor sempre conta a história pelo lado avesso.

Se um condutor é submetido a um excesso de corrente, ele funde e se rompe, ou seja, abre.

O semicondutor, quando submetido a um excesso de corrente, também funde mas, neste caso, entra em curto.

Quando submetido a excesso de tensão, o semicondutor é "perfurado", ou seja, abre.

Então seria interessante saber o que aconteceu com o teu MOSFET, se abriu ou entrou em curto, isto poderia fornecer uma pista da causa do sinistro.

É claro que a fusão também pode ocorrer por excesso de temperatura, causada por uma corrente não alta o suficiente para que destrua o semicondutor instantaneamente mas que, ao longo do tempo, acabe por fazê-lo.

E também é interessante fazer teste com componentes de outro fornecedor, como sugerido pelo Ricardo.

Aliás, isto já aconteceu comigo.

Sucesso!

D. T. Ribeiro.

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Permalink Responder até Cleiton Alves em 12 dezembro 2023 at 22:01

Olá, obrigado por compartilhar esse conhecimento! O mosfet está ficando em curto entre dreno e source.

Tentei com outros modelos de mosfet que também atendem a essa demanda de corrente, como o irf3205 e também ficaram em curto antes de completar a tampa.

O dissipador é bem grande e possui muitas aletas. Usei pasta térmica, medi a temperatura com um pirometro, mas não passa de 60° no momento da queima.

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Permalink Responder até D. T. Ribeiro em 13 dezembro 2023 at 22:27

Olá Cleiton.

Isto quer dizer que o transistor está sendo submetido a um excesso de corrente.

Se o motor for um motor convencional de corrente contínua ( com escovas ), pode ser que, num dado momento, dependendo de certas condições, ele represente um curto-cicuito. Isto pode acontecer como um fenômeno de comutação ou pela perda da corrente de campo. A corrente da armadura de um motor CC é limitada pela força contra eletromotriz gerada pelo campo. Se, por algum motivo, em algum instante, esta corrente de campo desaparece, a força contra eletromotriz também, e a corrente fica muito mais alta do que a nominal, limitada apenas pela resistência ôhmica da armadura, que é muito baixa.

Se você tiver acesso a um resistor de 0.3 Ω x 40 W, use-o no lugar do motor para verificar se não é o seu motor que está, de alguma forma, causando o problema, entrando em curto-circuito, mesmo que momentaneamente.

Uma dica para se obter resistores desta potência são os urtilizados em balcões aquecidos de restaurantes, resistores usados em sistemas de aquecimento, ou então associar vários resistores de maior resistência e menor potência em paralelo, por exemplo. 10 resistores de 3 Ω x 4 W ou mais.

Sucesso!

D. T. Ribeiro.

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Permalink Responder até Eduardo em 13 dezembro 2023 at 0:33

Ola.

Essa rampa de 3s que vc faz é analógica ?

Em geral se usa acionamento digital, digo: PWM.

A coisa é que com acionamento digital (liga/desliga) vc tem 2 momentos:

- Tem corrente, mas não tem tensão = potencia baixa

- Tem tensão, mas não tem corrente = potencia baixa.

Pode parecer que vc está forçando mais, pq liga "de vez" por um instante, mas é ao contrário.

Pense num interruptor que liga uma grande carga. A ultima coisa que vc quer é que ele não conecte bem, se isso acontecer vai faiscar e estraga o interruptor.

Se for isso (acionamento analógico) considere usar PWM.

Se já for PWM confira suas ligações e diga que frequencia está usando, se for exagerada tb pode dar problema.. Numa corrente como essa nunca use fios longos, finos protoboard, etc.

Cuidado com ruidos do GND. No fio negativo que vai da carga a fonte podem surgis varios milivolts. Imagine que o fio tenha 0,1Ohms. Com 40A são 4V !!! Ruido absurdo.

Mande uma foto da montagem.