Transistor MOSFET e o Comando de Atuadores em Veículos

Em diversas aplicações

Em diversas aplicações, desde módulos de injeção quanto nas demais placas eletrônicas, bem como alternadores e outros elementos, encontramos vários tipos de componentes da família dos semicondutores. Um desses componentes que é amplamente utilizado para acionamentos diversos é o Transistor MOSFET. Esse componente é amplamente aplicado para comandos de atuadores.

Princípio de comando para Atuadores

Os diversos atuadores que temos em um veículo podem ser divididos em duas formas de acionamento: acionamento direto e acionamento indireto. Quando temos um acionamento direto significa que o módulo eletrônico possui uma conexão direta com o atuador. Quando temos um acionamento indireto significa que o módulo eletrônico possui uma conexão com um relé, e o relé realiza o acionamento do atuador. Em ambos os casos, o princípio elétrico de funcionamento do atuador é o mesmo – precisamos gerar uma corrente elétrica em uma bobina ou solenoide dentro do atuador para gerar atracamento e acionamento.

O que gera trabalho em um atuador é a potência elétrica. A potência elétrica é o resultado do trabalho da tensão e da corrente. Portanto, alimentar uma bobina não é apenas fornecer 12V ou 24V no enrolamento, pois assim teríamos apenas tensão elétrica. Precisamos ter as duas polaridades – positivo e negativo – para gerar de fato corrente e funcionamento. Com corrente elétrica teremos a potência tão necessária. Os diversos atuadores presentes nos veículos trabalham com esse princípio interno.

Transistor MOSFET

O comando eletrônico de atuadores parte do princípio de funcionamento de um componente muito importante na eletrônica – o Transistor. Ao ser inventado, esse componente de funcionamento simples revolucionou a eletrônica. Um transistor pode ser considerado um elemento de chaveamento e por isso é amplamente usado no acionamento de atuadores e na eletrônica embarcada automotiva. É nada mais que um separador de potências elétricas, tendo em vista que apenas com ambas as potências (positivo e negativo) é possível realizar algum tipo de trabalho em atuadores. O transistor utilizado amplamente na linha automotiva é o MOSFET, sigla que significa Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor.

Um MOSFET precisa receber um pulso de ativação que pode ser de baixa tensão ou tensões amplificadas (dependendo da medida de tensão em sua fonte de chaveamento) e consegue chavear com tensões mais altas ou com um negativo de 0V. O transistor possui 3 terminais, sendo que o terminal 1 é chamado “Gate” – pois recebe um pulso de ativação, o terminal 2 chama-se “Source” e pode ser uma alimentação de tensão positiva ou um aterramento (dependendo de qual potência o atuador necessita); e o terminal 3 denomina-se “Dreno”, pois trata-se do emissor do pulso de chaveamento (em conexão com o atuador). Os acionamentos de Gate serão sempre de tensão positiva.

Acionamento de um Injetor de combustível – Ciclo OTTO injeção convencional

O acionamento de um injetor de combustível nos motores ciclo Otto com injeção convencional indireta é feito através de uma diferença de potencial nos dois terminais de ligação desse atuador. Um injetor nessa aplicação recebe em um de seus terminais uma alimentação positiva de tensão contínua equivalente à tensão da bateria do veículo, que se pode afirmar que é de 12V. O acionamento e a injeção de combustível ocorrerão quando um pulso negativo for enviado pelo Módulo (ECU) no segundo terminal do injetor. Nessa aplicação, podemos afirmar que a ECU fornece um aterramento (negativo) para a descarga da energia 12V no injetor.