En este artículo describo la realización de un sencillo módulo de conmutación con MOSFET para sistema fotovoltaico a 12V controlado por una señal lógica generada por un microcontrolador o por un circuito digital . Este módulo puede ser usado para conectar o desconectar paneles fotovoltaicos, fuentes de alimentación o baterías. Este módulo hace parte del sistema didáctico de control para paneles fotovoltaicos que estoy desarrollando.
El conmutador en si mismo es un dispositivo muy simple y para ello se podría usar un relé. El inconveniente de usar un relé está en las elevadas corrientes que debe controlar y consecuentemente en el costo de un dispositivo de este tipo. Hagamos una estima aproximada de la corriente: la situación peor sería en el caso de usar la alimentación de la red eléctrica, con la batería en plena carga y con un consumo de la instalación elevado.
En mi sistema, la máxima corriente que la fuente de alimentación de 12V DC puede entregar es de 10A (120 Watt). En base al principio del “peor caso” es conveniente tener un buen margen de seguridad y por lo tanto el conmutador debe ser capaz de controlar corrientes de por lo menos el 50% más intensas de la máxima calculada, es decir: 15 A. Con corrientes de varios Ampers, el mejor modo es usar un semiconductor de potencia.
En mi proyecto he usado un transistor FET de potencia (MosFet de canal P) como se puede observar en el circuito de la figura. El MosFet es controlado por un transistor BC548 que mete a masa su puerta (gate) cuando es necesario que entre en conducción. El diodo en serie (del tipo Schottky) bloquea tensiones y corrientes en sentido opuesto. Por último, un led de señalación nos indica el estado del conmutador (en conducción o en corte).
Se pueden usar distintos tipos de MosFet y de diodos Schottky, lo importante es que sean en grado de dejar transitar una corriente elevada y que, en el caso de diodo, la caída de tensión sea lo mas pequeña posible (por eso se usa un diodo de tipo Schottky). El diodo MBR1660 permite, una corriente máxima de 16A continuos (25 de pico) con una caída de tensión en él entre 0,3V y 0,5V. El MosFet IRF5305PBF permite el pasaje de corrientes muy elevadas (hasta 30A). Tanto el diodo Schottky que he elegido como el MosFet son bastante económicos. Es necesario agregar disipadores de calor para el MosFet y para el diodo Schottky como se observa en los diseños y en las fotografías.
Para las entrada y la salida principales y también para la entrada de control he usado conectores con terminales de conexión por tornillo porque son muy cómodos para hacer el cableado, resistentes a corrientes elevadas y al mismo tiempo permiten de desconectar (y eventualmente reemplazar) la placa PCB fácilmente.
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Me gustaria mucho poder aprender mas de tus proyectos pero como te dije en otro comentario estoy bastante en lo basico de la electronica. Si bien comprendo cada simbolo que es y se acerca de ley de ohm hace muchos anos que deje la tecnicatura en electronica y todo lo que sabia me lo olvide por completo por falta de practica. Espero y es mi sueño tener un laboratorio para poder diseñar y fabricar mis propios proyectos.
El primero que quiero lograr es este mismo: Iluminacion por energia solar.
!Coraje Marco, no tienes nada que perder. Seguí tu deseo!
Hace tiempo que deje la electronica, pero realmente desde que vi tu pagina me enganche otra vez. Te felicito por todos tus proyectos y de a poco los estoy siguiendo he intentando hacerlos en casa. No aflojes, la verdad impresionante!
Ricardo, me pone muy contento leer tus palabras. Pienso que en la vida es importante poder hacer también lo que a uno le gusta. De deberes ya estamos llenos. Gracias de corazón!!!
Una consulta! Yo creo los circuitos con el livewire y me encuentro que no tengo muchas librerias y no encuentro ciertos componentes, tu has actualizado o se puede actualizar dicha libreria para los componentes faltantes?
Hola Ricardo. No conozco LiveWire. Para los circuitos impresos yo uso KiCad que me gusta mucho y es completamente gratis. Para los esquemas y para las vistas pictóricas de las plaquetas uso un programa clásico de diseño vectorial con componentes que he hecho yo mismo.
Muy buena pagina, hace mucho que la venia siguiendo, los articulos son completos y con buena explicación.
Una pregunta, los Transistores Mosfet, son sensibles a la estatica del cuerpo, si tocas con la mano los terminales se puede dañar el componente?
Hola Alan, yo solo últimamente estoy usando este tipo de transistores porque son muy prácticos para controlar leds de potencia o también tiras de leds y me parecen muy robustos. Nunca se me rompió uno y en general no adopto medidas especiales para evitar la electricidad estática. Tampoco lo hacía cuando construía circuitos digitales con tecnología C-MOS. Pienso que, no obstante las lógicas advertencias de los fabricantes, en general la tecnología moderna es bastante “resistente”
Hola que tal me gustan mucho tus post pero este en particular es de mis favoritos y estoy por comprar unos paneles solares, pero tengo una duda y espero me puedas ayudar. Tengo baterías de 12v 1.2Ah sin usar y quería saber si con estas baterías podría hacer algo con lo de las celdas o no? Espero me puedas ayudar gracias.
Saludos
Hola Jorge. Son medio chicas las baterías. ¿Que tipo de panel piensas comprar?