Điều khiển lò sưởi với PWM thông qua MOSFET

Tôi đang cố gắng điều khiển một cuộn dây gia nhiệt (điện trở ~ 0,9 Ohm) bằng PWM bằng cách sử dụng MOSFET. Bộ điều chế PWM dựa trên LM393, MOSFET là IRFR3704 (20V, 60A).

Nếu tôi đặt điện trở 1k thay cho lò sưởi, mọi thứ sẽ chạy tốt và dạng sóng tại các điểm kiểm tra CH1 và CH2 gần như vuông. Nhưng khi tôi đặt một bộ gia nhiệt thực tế trong sơ đồ, dao động xảy ra ở cạnh xung rơi tại thời điểm khi điện áp đi qua Vth (các kênh được trộn ở đây: kênh dao động màu vàng được kết nối với điểm kiểm tra CH2 và kênh màu lục lam đến CH1). Biên độ dao động có phần lớn hơn điện áp pin và đạt tối đa 16V. Tôi hầu hết là một chuyên gia vi điều khiển và kiến ​​thức của tôi về loại mạch này còn kém. Nó là một hiệu ứng của điện cảm nóng hoặc cái gì khác? Làm thế nào để chống lại nó?

Có lẽ không phải chủ yếu là từ cuộn cảm.

Nhiều khả năng, việc kéo gần 8 Amps từ pin có ảnh hưởng đáng kể đến điện áp pin và điều này thay đổi các ngưỡng chuyển đổi xung quanh bộ so sánh tạo ra tín hiệu PWM.

Bạn có thể cần phải nạp LM393 và R3 từ nguồn cung cấp tiếng ồn thấp hơn, hoặc được lọc RC (giả sử 50 ohms và 1000 uf) từ pin, hoặc có lẽ tốt hơn, từ bộ điều chỉnh LDO 5V (có chức năng tách rời).

Bạn có thể giữ cho điện trở pullup được kết nối với điện áp pin đầy để bật FET mạnh nhất có thể, ngay cả với LM393 được cung cấp từ 5V.

Và vì các đỉnh điện áp vượt quá điện áp pin, độ tự cảm phải có một số ảnh hưởng vì vậy nên sử dụng diode flyback.

Nó rất có thể là độ tự cảm. Mosfet tắt rất nhanh và bạn nhận được điện áp V = L (di / dt). Điều này bật bảo vệ zener trong mosfet của bạn và sau đó dòng điện chạy xung quanh phần còn lại của mạch của bạn

Một diode bay trở lại có thể làm điều đó.

Đặt diode song song với phần tử gia nhiệt với cực âm được nối với cực dương.

Bây giờ khi nó tắt, dòng điện sẽ tìm thấy một con đường vô hại thông qua diode.

Cẩn thận. Các diode sẽ nóng lên với mỗi chu kỳ.

Từ máy hiện sóng của bạn theo dõi thời gian dao động là khoảng 100us

Hiện tại = khoảng 10A

V của diode chuyển tiếp sai lệch = 0,7V

E = VIT = 700 uJ (Tôi biết calc này là gian lận, có lẽ ít hơn một nửa số tiền này)

P = E * F (F = tần số chuyển đổi)

nếu F = 1kHZ thì P = 700mW

Để chọn bạn, hãy nhân số định mức công suất của nó trong Watts với tần số chuyển đổi của bạn tính bằng kHz.

Tôi có thể thấy một lỗ hổng rất đáng kể trong mạch của bạn: LM393 có đầu ra bộ thu mở. Vì vậy, khi đầu ra ở mức "cao", nó chỉ thực sự "không thấp" và được kéo lên thông qua R1 = 10k. Dòng điện tích vào cổng MOSFET cũng được cung cấp qua R1, do đó việc bật tắt cực kỳ chậm. Đây không phải là vấn đề đối với tải giả 1k, nhưng với tải trọng đáng kể hiện tại, ký sinh trùng MOSFET (ví dụ hiệu ứng Miller) có thể gây rắc rối cho loại bạn quan sát.

Bạn cần sửa đổi mạch của mình để sạc cổng MOSFET nhanh hơn nhiều thông qua đường dẫn có trở kháng thấp, có thể thông qua trình điều khiển cực totem lưỡng cực, xem Lưu ý về ứng dụng TI "Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng cho mạch ổ đĩa cổng MOSFE tốc độ cao" (SLUP169) để tham khảo.

thêm thông tin phản hồi tích cực nhỏ (bằng điện trở) để cung cấp độ trễ litle (trong cài đặt điểm của R3 trên đường điểm của răng cưa wafeform

ví dụ điện trở 10MB nằm giữa nút 3 và 1 phản hồi dương U1 cho histerese - dao động an toàn trên nguồn điện (batery)

thêm diode + bộ lọc RC vào nguồn cung cấp R3

thay đổi pin điện áp đặt một điểm xoáy khác trên R3 và tạo ra sự hình thành Q1

và kết quả là mạch phản hồi tích cực bằng cách cung cấp - tần số thẩm thấu

(xin lỗi vì ngôn ngữ)

http://en.wikipedia.org/wiki/Schmitt_trigger