Đổ chuông nghiêm trọng khi MOSFE phía cao trong mạch nửa cầu bật


18

Tôi đã thiết kế một PCB (dự định là một khối xây dựng nguyên mẫu) có trình điều khiển cổng bên cao và thấp IR2113 điều khiển hai MOSFET điện IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) trong cấu hình nửa cầu:

Sơ đồ Bố trí PCB Hình ảnh của thiết lập vật lý

Khi kiểm tra mạch với tải, tôi phát hiện ra rằng trong khi phía thấp chuyển đổi khá sạch sẽ, có rất nhiều tiếng chuông ở đầu ra của nửa cầu (X1-2) mỗi khi phía cao bật lên. Chơi xung quanh với cài đặt thời gian chết dạng sóng đầu vào và thậm chí loại bỏ tải (một cuộn cảm có điện trở công suất nối tiếp mô phỏng bộ chuyển đổi buck đồng bộ được kết nối từ X1-2 sang X1-3) không làm giảm tiếng chuông này. Các phép đo dưới đây được thực hiện mà không có tải kết nối (không có gì ở X1-2 ngoại trừ đầu dò dao động).

Tiếng chuông

Rõ ràng các điện cảm và điện dung ký sinh là đủ để gây ra điều đó, nhưng tôi không thể hiểu tại sao phía thấp hoạt động tốt như nó. Đối với tôi cả hai dạng sóng ổ đĩa đều trông đủ sạch, với các điện áp chuyển đổi điện áp ngưỡng của MOSFET một cách hợp lý nhanh chóng. Không có máng bắn khi chuyển đổi. Các nguyên nhân có thể của vấn đề là gì, và tôi có thể thực hiện các biện pháp nào để giảm các triệu chứng?

Tôi biết rằng có rất nhiều câu hỏi tương tự ở đây và trên các trang web khác, nhưng tôi thấy các câu trả lời được đăng không có ích cho vấn đề cụ thể của tôi.

Biên tập

Mặc dù có một tụ điện điện phân 2200uF ở đầu vào (X1-1 đến X1-3) để giảm áp quá độ và nhiễu, nhưng rõ ràng nó không thể thay thế bất kỳ tần số cao nào. Thêm một tụ điện 100nF (như được đề xuất trong câu trả lời của Andy aka) song song với một bộ điện phân đã làm giảm một nửa tiếng chuông ở đầu ra (X1-2 xuống đất) một nửa và đổ chuông ở nguồn cung cấp (X1-1 xuống đất) theo một yếu tố trong số 10.

tụ điện


4
Đây là một bài đăng đầu tiên tuyệt vời
giữ chỗ

Câu trả lời:


12

Hãy thử thăm dò trên đường sắt cung cấp điện. Tôi cá là bạn thấy những cái gai trên đó. Điều này sẽ do độ dài chì giữa nguồn cung cấp băng ghế dự bị của bạn và MOSFET. Rõ ràng bạn sẽ không nhìn thấy nó ở phía FET thấp hơn bởi vì phạm vi của bạn được tham chiếu đến đường ray đó, nhưng, nếu bạn thăm dò lại nguồn cung cấp điện tôi đặt cược bạn sẽ làm.

Hãy thử một gốm 1uF hoặc 10uF trên các đường ray điện đóng các MOSFET.


6
+1 Có nhiều cách khó hơn để tìm hiểu điều này, những cách có thể dẫn đến hàng đống MOSFET hút thuốc.
Spehro Pefhany

Một nắp polyester kim loại 100nF làm giảm đáng kể các đột biến, nhưng không cạnh tranh. Là tụ gốm phù hợp hơn như bỏ qua mũ trong các ứng dụng như thế này? Tôi buồn là không có đồ gốm có giá trị cao trong hộp phụ tùng của tôi.
jms

1
Những gì bạn có thể thấy bây giờ có thể là đồ tạo tác o-scope. Hãy thử kết nối phạm vi trực tiếp trên nắp với vòng lặp đất càng ngắn càng tốt. Cảm ứng vào vòng lặp thường được tìm thấy. Bạn sẽ ổn với nắp đó. Làm thế nào lớn là các gai bây giờ?
Andy aka

Ở tần số bạn nhìn thấy, vâng, gốm sẽ tốt hơn polyester.
WhatRoughBeast

@Andyaka Với đầu dò được kết nối trực tiếp với nắp 100nF, việc FET chuyển đổi không còn quan trọng nữa, tiếng chuông ở đầu ra (X1-2) là như nhau và gợn ở đầu cung cấp (X1-1 đến X1-3) là giảm xuống hai volt. Bất kỳ đề xuất về làm thế nào để tăng thêm các xung 20 MHz ở đầu ra? Là bố trí bảng để đổ lỗi?
jms

3

Giả sử rằng bạn đã xử lý đường ray cung cấp bỏ qua như Andy đã nói và bạn đã làm chậm cổng bằng cách tăng R1 R7 và làm gì đó để tắt nhanh hơn bật. Nếu nó vẫn đổ chuông thì vẫn còn hai điều cần thử: Bạn có thể đặt các điốt shottky 60V trên DS của các máy bay phản lực và bạn có thể đặt RC snubbers trên DS của mỗi FET.


1
Cả hai gợi ý này đều làm việc rất tốt cho tôi. Tôi đang phát triển trình điều khiển động cơ DC không chổi than được đánh giá ở mức 14 Vdc, 80A bằng trình điều khiển Texas DRV8305. Dưới đây là một bài viết hữu ích về snubbers: ti.com/lit/an/slpa010/slpa010.pdf Sử dụng kỹ thuật thiết kế đó cho các snubbers và đặt một bộ chỉnh lưu schottky trên bóng bán dẫn phía dưới dẫn đến giảm đỉnh đầu tiên của tiếng chuông 28 đến 16V. Snubber giảm thời gian phân rã chuông xuống một nửa biên độ từ 300 ns xuống 125 ns. Các bóng bán dẫn là 2 x PSMN8R7-80PS song song.
Ray Wales

1

Tôi nghĩ Andy aka đã có câu trả lời cho câu hỏi này, nhưng tôi muốn làm rõ rằng tiếng chuông là do độ tự cảm của dây dẫn đến FETS và điện dung cổng của FET. Điều này tạo ra một mạch LC cộng hưởng ở tần số dựa trên độ tự cảm và điện dung trong mạch của bạn. Thông thường hiệu ứng giảm đi bằng cách sử dụng điện trở giảm xóc và bằng cách giảm chiều dài dây dẫn càng nhiều càng tốt.


0

Giảm điện trở phía cao xuống 22E, điều này rất có thể sẽ khắc phục được sự cố, điều này thường được gây ra từ việc chuyển Mosfets sang CỨNG, tôi đã phải học một cách khó khăn

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.