Commande MOSFET pour pompe 12V reversible

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Bonsoir à tous.

Mon affaire d'anémomètre suit son cours (j'ai trouvé un bateau pas trop
loin de chez moi où enregistrer le signal émis par l'aérien).

Mais j'avais un autre problème électronique pour le bateau, que j'ai
déjà soulevé ici et pour lequel je pense avoir trouvé la solution. La
pompe hydraulique du pilote automatique est alimentée en 12V et commande
droite/gauche (enfin, "tribord/babord" pour parler juste) en inversant
la polarité dans ses 2 fils d'alimentation.
La pompe fournie avec le pilote étant un peu "juste" (temps de réaction
trop long), je l'ai remplacée l'an passé par une pompe plus puissante.
Le pilote fonctionne bien avec cette pompe dans des conditions de mer et
de vent "gentilles", mais dès que ça force un peu, il lui arrive assez
souvent de "disjoncter" et il m'affiche alors le message d'erreur
"courant trop élevé".
Je pense qu'il existe un réglage interne permettant de fixer sa
protection à des intensités plus élevées que celle à laquelle elle est
fixée aujourd'hui, mais dans le cas où cela ne serait pas possible et/ou
le courant qui est parfois demandé serait malgré tout supérieur aux
possibilités du pilote, j'aimerais pouvoir intercaler entre la pompe et
celui-ci un "amplificateur" capable de délivrer une vingtaine d'ampères
tout en conservant l'inversion de polarité commandant le sens de
rotation du moteur de pompe.

Après moult discussions sur ce forum et ailleurs, il ressort que la
solution la meilleure serait un "pont en H" à base de MOSFETs.
J'aimerais que ce bidule soit le plus simple possible pour pouvoir me
passer d'un circuit imprimé et d'un driver de MOSFET. Les sites internet
consultés ont l'air de dire que cette solution simple (sinon la plus
performante) est un pont à base de MOSFETs canal N et de MOSFETS canal
P. J'ai donc concocté le petit schéma ci-dessous :

http://cjoint.com/?bvcrQi2SBl

Un des éminents spécialistes présents sur ce forum pourrait-il me dire
si ce pont est fonctionnel pour l'usage que je compte en faire ou s'il
faut que je revoie ma copie ?

Merci d'avance...

--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Peio pense:
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res20%
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L'idE9%e de l'amplificateur n'est pas idiote, enfin d'aprE8%s la premiE8%
re
lecture de ce message. Je crois cependant que pour une vingtaine
d'ampE8%res sous 12V, il faudra probablement monter les MOSFET
sur un radiateur commun, donc ce serait des TO220 en boitier isolE9%.
Avec un cE2%blage en l'air, pas besoin de circuit imprimE9%.
Il faut aussi choisir des transistors E0% trE8%s faible Rdson
pour rE9%duire la dissipation de chaleur.

Je ne crois pas que sous 12V il soit nE9%cessaire d'avoir un
"driver de MOSFET", car la plupart sont trE8%s efficaces sous 10V.
Si la commande vient d'une commande de pompe, il y a
assez de courant pour charger les grilles des MOSFETs vite et bien.
Les transitoires devraient EA%tre assez courtes (j'espE8%re)
pour que le rE9%gime linE9%aire/rE9%sistif des MOSFETs ne pose pas de pro=
blE8%me.
Une tF4%le d'alu 10x10cmx4mm devrait faire l'affaire ;-)

Cependant le gros risque semble EA%tre la conduction simultanE9%e des N e=
t P.
Si cela se produit lors d'un changement de sens, au revoir les MOSFETs...=


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bon vent et bonnes bidouilles :-)

yg
--20%
http://ygdes.com / http://yasep.org

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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+1. Un des rôles des pilotes est justement de prévoir un temps de
non-recouvrement lors de l'inversion de sens.
Par ailleurs, un MOS qui commute 20 A ne se commanderait-il pas en
courant ? Histoire de (dé)charger plus vite la capa grille-source, et
diminuerle temps de commutation.

Cordialement,
Den

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Den a écrit :
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Oui.
Mais c'est la sortie du pilote qui commandera le pont. Ce délai de
non-recouvrement devrait donc être respecté.

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Qu'est-ce à dire ?

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Grand merci pour la réponse...

--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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Là on rentre l'électronique stricto sensu (physique du semi-conducteur)
et je ne suis pas compétent, d'autant que je n'ai pas utilisé de gros
pont en H depuis longtemps. Ce dont je suis sûr, c'est d'avoir vu des
MOS commandés par des push-pull. Peut-être qu'une recherche sur les
V-MOS serait fructueuse ou un tour sur les forums d'électrotechnique,
voire de modélisme.

Cordialement,
Den

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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euh... Le non-recouvrement est contrF4%lE9% en amont, et
on va contrF4%ler le 2E8% pont par la sortie, pas une dE9%rivation
de la commande amont. Donc l'hypothE8%se ne tient pas...

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ah oui mais maintenant je commence E0% entrevoir un souci :
la charge commandE9%e est inductive !

Ce qui fait que l'intensitE9% du courant E0% mettre dans la roue libre
(les diodes de protection) est quasi proportionnel E0% la vitesse
de basculement/commutation du MOSFET.

Donc d'un cF4%tE9% : on commute directement, en 1us les MOSFETs
qui ont donc pas le temps de chauffer en rE9%gime linE9%aire,
mais E7%a gE9%nE8%re des gros appels de courants partout qui font
chauffer les Schottky de roue libre... Bon, on peut
mettre des condos en amont et en aval pour encaisser
un peu les impulsions mais E7%a augmente le nombre de composants :-/

D'un autre cF4%tE9% : on commute lentement, et c'est le MOSFET
qui chauffe... Et la diode sert plus E0% rien :-/

Je pense que E7%a dE9%pend de l'inductance du moteur, non ?
c'est probablement de l'ordre de plusieurs henrys, non ?

Il faut aussi trouver un compromis pour le temps de
commutation, qui trouve un E9%quilibre entre l'E9%lE9%vation
de tempE9%rature des diodes et des MOSFET.
Maintenant que j'y pense, il est bien probable
que pour E9%viter les transitoires de dE9%marrage,
un hachage en PWM rapide avec une variation progressive
du rapport cyclique, E7%a puisse E9%viter justement une
partie des soucis. E7%a gE9%nE8%re des frE9%quences, mais
E7%a E9%vite de faire tout chauffer. Avec un temps de
dE9%marrage d'1s E7%a devrait aller...


Ah zut, je crois que je suis en train de foutre le bordel
dans la tEA%te de notre pauvre marin :-/

C'est combien, dE9%jE0%, la puissance de la nouvelle pompe ?

dE9%solE9%,
yg
--20%
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Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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Attention, la charge est dans la maille de sortie (espace drain-source)
alors que la capa grille source est dans la maille d'entrée (espace
grille-source).

Couic...


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La puissance moyenne dissipée par les diodes me semble négligeable. Par
contre, elle sert toujours à la protection en tension du mos. Même si le
L.di/dt est plus faible pour une commutation lente, il est tout de même là.
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Beaucoup moins mais je ne saurais pas dire combien.
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Ca dépend, y a-t-il un réducteur derrière le moteur ?
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Très bonne question...

Cordialement,
Den

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Den a écrit :
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Non, c'est un entraînement direct

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:)

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Voilà, j'ai enfin retrouvé les caractéristiques de cette fichue pompe.
Pas si facile, parce que si c'est Furono qui la commercialise sous la
marque Furono, ce n'est pas Furono qui la fabrique ni qui fournit à ses
clients le datasheet la concernant.

Et, donc, chez le fabriquant (Accu-Steer) on trouve ceci :

Moteur : aimants permanents
Ampérage *moyen* (c'est moi qui souligne) : 5-8 A

Soit, en 12V : 60-100W *moyens*

Ce qu'il y a, c'est qu'on doit dépasser par moments ces 8A, voire les
10A limites du pilote.

--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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Bonsoir !

Il me semble que une inductance tend à lisser le courant, donc si le courant
moteur vaut 10A, une fois le mosfet brutalement coupé, ce même courant va
plutôt passer dans la diode pour "refermer le circuit". Donc prévoir des
diodes de roue-libre de même intensité que les mosfets. Il faut juste
qu'elles soient assez rapides.

-- cLx

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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dans ce cas, alors pourquoi mettre des 100 ohms sur les grilles ? o_O
Il y a des subtilitE9%s du schE9%ma que je n'ai toujours pas compris.

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yg

--20%
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Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
On Jan 21, 2:43 am, Peio

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Ca m'a l'air correct, d'autant plus que la
commande du pont en H par une tension unique
(ne pouvant etre que positive, nE9%gative ou nulle)
empE8%che la conduction simultanE9%e de deux MOSFET
sur une ligne reliant le +12 E0% la masse.

A propos, quel est l'E9%tat du pilote lorsque
la pompe est E0% l'arret : met-il ses deux sorties
E0% la masse, ou sont-elles juste "en l'air" ?
Si elles sont en l'air, il faut s'assurer
de la polarisation de gate des MOSFETs.

Une question : E0% quoi servent les rE9%sistances R3 ?

Sinon comme il a E9%tE9% dit, prevoir des
radiateurs bien dimensionnE9%s pour les MOSFET.

A voir, suivant la conception interne du pilote :
peut-etre lui faudra t'il une charge fictive ?

Autre point : il est probable qu'au dE9%marrage du moteur
de la pompe, le courant d'appel soit bien plus E9%levE9%
qu'en rE9%gime E9%tabli ... donc s'assurer que les MOSFET
puissent supporter cette pointe transitoire de courant.

Et vu la self du moteur, meme remarque E0% propos
des diodes en inverse. Il existe des MOS de puissance
qui ont dE9%ja cette diode en interne sur le silicium.

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
D'abord bonjour et merci à tous ceux qui m'ont répondu.

Jean-Christophe a écrit :
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Ouf !

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Serait-il possible, néanmoins, de prévoir une protection simple contre
les court-circuits ?


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Je pense (sans certitude absolue) qu'elles sont "en l'air".
Il est probablement équipé lui-même de MOSFETs en sortie.

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Oui, j'ai lu ça à propos des MOSFETS (la fonction capacitive de la gate,
je crois). Sur un site, j'ai aussi lu que ce problème pouvait se régler
avec une résistance "pull-down". R1 et R2 peuvent-elles jouer ce rôle,
sur mon schéma ?

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A vrai dire, je n'en sais rien. J'ai extrapolé mon montage d'après un
schéma plus complexe où le pont était commandé par des transistors et je
me suis dit que ces résistances de 10K devaient servir à abaisser
légèrement le potentiel "source" et "drain" des MOSFETs par rapport au
potentiel de "gate". Je les ai donc gardées, un peu par superstition de
l'ignorant que je suis :)

Mais si elles sont inutiles...

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OK.


C'est une question que je me suis posée. Ces engins sont tellement
sophistiqués et auto-diagnostiqués qu'il est capable de se mettre en
rideau avec un message d'erreur genre "pas de pompe". Dans ce cas, que
mettre comme charge ? Une résistance en parallèle  sur la sortie? Si
oui, combien d'ohms et de watts pour cette résistance ? Une résistance
trop faible ne va-t-elle pas abaisser la tension de gate et dégrader la
réponse des MOSFETs ?

Désolé si mes questions sont naïves, j'ai découvert les MOSFETs il y a peu.

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J'ai prévu des MOSFETs 50A 30V pour les canal P et des 60A 30V pour les
canal N. Cela vous semble-t-il suffisant ? (j'avais une petite
inquiétude pour le voltage, vous m'en procurez une autre pour l'ampérage).

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Ca je le savais. Mais n'est-ce pas utile de doubler ces diodes par
quelque chose de plus consistant ?


--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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???? Si les 2 transistors sont passants le temps de la commutation ( µs
?) il y a bel et bien un court-circuit et les transistors dégagent.
Conclusion : attention pour les mesures de la tension aux bornes du
moteur avec des entrées de scope non différentielles.
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Euh... Je ne vois pas trop le rapport.
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Oui. Ton moteur sera même court-circuité par les MOS, il fera donc frein.
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Elles le sont.
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Amha, pas de résistance.
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Une résistance pour tester l'équipement avant de brancher sur le moteur.
  R = tension d'alim  / intensité *nominale* dans le moteur = 12 x ?????
Pd = tension d'alim x intensité *nominale* dans le moteur
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+1

Normalement, la diode incluse dans le boîtier doit tenir les specs. Si
tu veux mettre une ceinture ET des bretelles, prend des diodes Schottky
: rapides, fort courant direct, faible tension directe.

Les gens qui font des modèles réduits de voitures ont des problèmes
assez similaires au tien : 12 V, fort courant, 2 sens de rotation. Il
existe des ponts tout faits, moulés dans la résine (pour un bateau,
c'est p'têt pas mal !).

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Den a écrit :

Je pends bonne note des recommandations et mises garde.
Reste ceci :

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J'y ai bien pensé.
Je n'ai pas trouvé de pont tout fait moulé dans la résine et éclusant
des intensités suffisantes (sous 12V) mais j'ai trouvé ceci, par exemple :

http://www.4qd.co.uk/prod/uni.html

Pour ce qui est des intensités etc., ça conviendrait parfaitement.
Le problème, c'est que je ne vois pas très bien comment le relier au
pilote (c'est fait pour être commandé par un joystick). Le lien ci-joint
montre comment le brancher :

    http://cjoint.com/?bvpaIOPzA7

Je ne vois pas comment faire avec deux fils inversant la polarité sur 12V.

Si vous avez une idée, c'est sûr que je préférerais acheter ça.

--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
On Jan 21, 12:17 pm, Peio

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Le truc consiste E0% E9%viter E0% tout prix que les deux MOS de
droite (ou les deux MOS de gauche) conduisent en meme temps.
(court-circuit de l'alim, claquage des MOS, risque de griller
le pilote lui-meme s'il n'est pas protE9%gE9% en interne, ...)
En tout-ou-rien, en gE9%nE9%ral on pilote les MOS
avec des signaux logiques qui ne se recouvrent pas.

Pour une appli j'ai le chip IR2130 pour
piloter un moteur ( voir cette note d'appli )
http://cjoint.com/?bvopY0OHPF

Data sheet: IR2130 power MosFet driver
http://cjoint.com/?bvoneRlhU3

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Non, je parlais de la polarisation en tension entre gate & source.

La capacitE9% de gate devient un problE8%me quand on monte en frE9%quence
ou quand on fonctionne avec des impulsions assez courtes,
car elle se comporte alors comme un passe-bas qui absorbe une
partie du courant de commande, augmente les temps de montE9%e, etc.

Cela apporte un retard d'autant plus long que l'impE9%dance du circuit
de commande est E9%levE9%e, mais ici ce n'est pas le cas du pilote.
D'autre part, je suppose que le pilote ne va pas changer le sens
de rotation du moteur E0% une frE9%quence trE9%s E9%levE9%e, n'est-ce pas ?

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D'aprE9%s ton schE9%ma, R2 serait plutot un pull-up.

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R1 : non, car elle est juste en sE9%rie dans la gate,
et ne fixe pas de potentiel si les entrE9%es sont en l'air.

R2 : oui, puisqu'elle fixe un potentiel
pour les gates du canal N et du canal P.

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Oui, c'est bien ce que je me demandais. Si le pilote a un
controle du courant fourni sur sa sortie, celui-ci E9%tant
nE9%gligeable, alors dans ce cas il risque de s'en plaindre.

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On est pas encore sur qu'il faille une charge fictive, mais
s'il en faut une, se pose le problE8%me de la consommation :
si cette charge doit passer 10 AmpE8%res et dissipper
120 Watts en pure perte, cela mE9%rite d'y rE9%flE9%chir.

D'ailleurs, est-ce que le pilote fournit +12V,
ou +12V et -12V, ce qui ferait 24 V au total ?

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Mettre deux diodes en parallE8%le est inutile,
(ce n'est pas la meme chose que deux rE9%sistances)
car E0% cause de la dispersion des caractE9%ristiques,
une des deux conduira avant l'autre, supportera la plus
grande partie du courant, et l'autre diode sera inutile.

Juste une remarque E0% propos de ton schE9%ma :
donne des noms distincts E0% chaque composant.
(pas quatre fois R1, sinon lors d'une discussion,
si on cite R1, on ne sait pas de laquelle on parle)
Pareil pour les 4 MOSFETs qui n'ont pas du tout de nom.

(-: HTH :-)

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Jean-Christophe a écrit :
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Oui, je m'en doute.
Mais cela est-il possible, étant donné que la sortie du pilote ne peut
pas commander les deux sens de rotation en même temps et que le pilote
marque un temps mort perceptible avant d'inverser le sens de rotation ?

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C'est ce que je voulais éviter car, si j'ai bien compris, tous les
drivers TTL fonctionnent en 5V.
Ca ne me simplifie pas le boulot pour les relier à la sortie 12/13 V du
pilote...

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Non, aucun risque.
Comme dit plus haut, il y a un "blanc" perceptible avant l'inversion.

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La mettre en sortie de pilote ?


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A voir, en effet.
Le problème, c'est que je n'ai pas la bête sous la main et ne l'aurai
pas avant mai prochain. Et, une fois que je l'aurai sous la main, je
n'aurai pas les composants pour bricoler ça.

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Non, elle devrait au pire passer 2A (25W)

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Il fournit +12V (la tension de la batterie) mais pouvant monter à 13,6V
avec la batterie à pleine charge.
La pompe est une 12V et fonctionne en direct sur la dite batterie

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OK, bien noté.

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OK !

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?

...et merci !


--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
On Jan 21, 3:30 pm, Peio

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Tu as tout E0% fait raison, cf mon premier post :

|> la commande du pont en H par une tension unique
|> (ne pouvant etre que positive, nE9%gative ou nulle)
|> empE8%che la conduction simultanE9%e de deux MOSFET

Le court-circuit d'alim via conduction de deux MOS
peut se produire lorsque les commandes des MOS sont
indE9%pendantes, ce qui n'est E9%videmment pas le cas ici.
(ou, bien sur, s'ils sont mal polarisE9%s)

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Le IR2130 n'est pas limitE9% E0% la TTL, il monte jusque
E0% 25 Vdc, et ses entrE9%es sont compatibles CMOS/LSTTL
(mais peut-etre est-ce cela qui t'ennuie ?)
Par contre il est prE9%vu pour piloter des MOS vers un moteur
triphasE9% : on s'en fout, tu peux n'utiliser que 2 sorties,
mais ce serait plus efficace de trouver un circuit tout fait
avec logique + driver + MOS tout intE9%grE9%s, comme suggE9%re DEN :
|> il existe des ponts tout faits, moulE9%s dans la rE9%sine

Quoted text here. Click to load it

Il faut effectivement un minimum de circuiterie en
amont pour piloter ce chip. (voir remarque prE9%cE9%dente)

Quoted text here. Click to load it

Nickel.


Tu nous as dE9%ja fait ce coup-lE0%  ;-)
Mais tu peux dE9%ja tester le pilote en dE9%branchant le moteur, pour
vE9%rifier si le pilote dE9%tecte qu'il n'y a pas de charge en sortie ?

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C'est dE9%ja ca.

Quoted text here. Click to load it

Ok.


HTH 3D% Hope This Helps 3D% J'espE8%re que ca aide.

Bon courage !

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
Jean-Christophe a écrit :
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Compte-tenu du fonctionnement de l'ensemble, vois-tu une raison pour
qu'ils puissent être mal polarisés à un moment ou à un autre ?

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Oui.
Je ne suis qu'un néophyte et il ne faut pas trop m'en demander pour le
moment (par exemple faire cohabiter le circuit de puissance 12/13V du
pilote avec des circuits logiques sans passer par un circuit imprimé
tout fait pour ça).

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Comme je le lui répondais, je n'en ai pas trouvé dans ces puissances là.
Malgré une recherche extensive sur le web, je n'ai trouvé que des
contrôleurs en carte nue ou en boîtiers (le moins cher, nu, coûtant
quand même 80$ plus frais de port depuis les USA), tous avec une
fonction "vitesse" qui me gêne plus qu'elle ne m'arrange dans la mesure
où je n'en ai pas besoin et où elle me perturbe quant au branchement que
je pourrais effectuer sur le pilote (voir l'exemple de schémas de
branchement que j'indiquais à Den : http://cjoint.com/?bvpaIOPzA7 . Que
faire de mes deux fils +/-12V dans ce contexte ?)

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 > Tu nous as déja fait ce coup-là  ;-)

Voui, je sais.
Mais là le pb. est plus crucial. Si pour l'anémo j'ai réussi à trouver
un bateau pas trop loin de chez moi qui est équipé comme le mien et dont
le proprio est assez sympa pour me laisser démonter quelques "petites"
choses à son bord, il y a une probabilité infime que cette bonne fortune
se reproduise avec le pilote : celui que j'ai est un pilote
néo-zélandais, à l'origine, et il est très peu distribué en France.

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Pas avant début mai !
Et je serai à ce moment en Turquie avec les difficultés inhérentes à ce
pays pour se procurer les composants.
Cela dit, je ne vois pas l'utilité d'une telle détection puisqu'il en
existe une (que j'ai expérimentée) concernant l'adéquation entre la
commande envoyée et le mouvement de la barre (si la pompe est
débranchée, pas de mouvement et donc alarme immédiate)

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Oui et ça m'embêterait de gaspiller du courant juste pour chauffer une
résistance. C'est précieux, le courant à bord.

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Oui, beaucoup.

Il me manque encore une ou deux petites données et, si personne ne peut
m'indiquer où trouver un pont tout fait, simple et à faible coût, je
pense que je vais bricoler un petit montage correspondant à mon schéma
que j'emporterai là bas à tous hasards. Ca ne devrait pas me revenir à
plus d'une dizaine d'Euros et me demander plus de 3h de travail. Je
pourrai toujours le tester sur une batterie, à la maison.

Quoted text here. Click to load it

Merci !


--
Peio

Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
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Bonsoir,

je suis étonné que tu n'ai pas trouvé de pont inverseur de forte puissance:
c'est très utilisé en modelisme avec des courants depassant les 50 amperes.
Sinon un pont a relais automobiles!

--

Alain



Re: Commande MOSFET pour pompe 12V reversible
alain denis a écrit :
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J'en ai trouvé, mais en moyenne assez cher et qui ne se contentent pas
de faire "inverseur". Ils contrôlent aussi la vitesse, ce qui explique
leur prix et les rend plus délicats à connecter directement sur le pilote.

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C'est là dessus que j'étais parti, mais on m'a découragé de toutes parts.


--
Peio

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