เสียงกริ่งรุนแรงเมื่อ MOSFET ระดับสูงในวงจรครึ่งบริดจ์เปิดทำงาน


18

ฉันได้ออกแบบ PCB (ตั้งใจจะเป็นแบบบล๊อกต้นแบบ) ที่มีตัวขับประตูด้านข้างแบบสูงและต่ำ IR2113 ขับ IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) สอง MOSFET กำลังในการกำหนดค่าครึ่งสะพาน:

แผนผัง เค้าโครง PCB รูปภาพของการตั้งค่าทางกายภาพ

จากการทดสอบวงจรด้วยโหลดฉันพบว่าในขณะที่สวิตช์ด้านล่างค่อนข้างสะอาดมีสัญญาณเรียกเข้าที่เอาต์พุตของ half-bridge (X1-2) ทุกครั้งที่สวิตช์ด้านสูงเปิดอยู่ เล่นรอบกับการตั้งค่าเวลาตายของสัญญาณอินพุตและแม้กระทั่งการลบโหลด (ตัวเหนี่ยวนำที่มีตัวต้านทานพลังงานในซีรีส์จำลองตัวแปลงบั๊กแบบซิงโครนัสที่เชื่อมต่อจาก X1-2 ถึง X1-3) ไม่ได้ลดเสียงเรียกเข้านี้ การวัดด้านล่างนี้ถ่ายโดยไม่ได้เชื่อมต่อกับโหลด (ไม่มีอะไรที่ X1-2 ยกเว้นโพรบออสซิลโลสโคป)

แจ๋ว

เห็นได้ชัดว่าการเหนี่ยวนำและกาฝากของกาฝากนั้นเพียงพอที่จะทำให้เกิดขึ้น แต่ฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าทำไมด้านต่ำทำงานได้ดี สำหรับฉันทั้งรูปคลื่นของไดรฟ์เกทนั้นดูสะอาดเพียงพอโดยแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า treshold ของมอสเฟตอย่างรวดเร็วพอสมควร ไม่มีรางยิงเมื่อเปลี่ยน สาเหตุที่เป็นไปได้ของปัญหาคืออะไรและฉันสามารถใช้มาตรการใดเพื่อลดอาการ

ฉันทราบว่ามีคำถามที่คล้ายกันมาก ๆ ที่นี่และในเว็บไซต์อื่น ๆ แต่ฉันพบว่าคำตอบที่โพสต์นั้นไม่ช่วยเหลือสำหรับปัญหาเฉพาะของฉัน

แก้ไข

ในขณะที่มีตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 2200 ยูเอฟที่อินพุต (X1-1 ถึง X1-3) เพื่อป้องกันการแทรกซึมและเสียงรบกวนมันก็ล้มเหลวอย่างเห็นได้ชัดที่จะกำจัดความถี่สูง การเพิ่มตัวเก็บประจุ 100nF (ตามที่แนะนำในคำตอบของแอนดี้อาคา) ควบคู่ไปกับอิเล็กโทรไลติคหนึ่งลดเสียงเรียกเข้าที่เอาท์พุท (X1-2 สู่พื้น) โดยครึ่งหนึ่งและเสียงกริ่งที่แหล่งจ่าย ของ 10

ตัวเก็บประจุ


4
นี่คือการโพสต์แรกที่ยอดเยี่ยม
ยึด

คำตอบ:


12

ลองตรวจสอบกับรางจ่ายไฟ ฉันพนันว่าคุณเห็นแหลมเหล่านั้นอยู่ที่นั่น มันจะเนื่องมาจากความยาวของตะกั่วระหว่างอุปกรณ์จ่ายไฟและ MOSFET ของคุณ เห็นได้ชัดว่าคุณจะไม่เห็นมันที่ด้านล่างของ FET เพราะขอบเขตของคุณอ้างอิงกับรางนั้น แต่ถ้าคุณตรวจสอบที่แหล่งจ่ายไฟฉันเดิมพันว่าคุณต้องการ

ลองเซรามิก 1uF หรือ 10uF ข้ามรางพลังงานปิด MOSFET


6
+1 มีวิธีที่ยากกว่าในการเรียนรู้สิ่งนี้ซึ่งอาจนำไปสู่การกอง MOSFET ขนาดเล็กที่รมควัน
Spehro Pefhany

ฝาโพลีเอสเตอร์โพลีเมอร์ 100nF ลดการแหลมลงอย่างมาก แต่ไม่สามารถทำได้ ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกมีความเหมาะสมกว่าในการเลี่ยงผ่านแคปในการใช้งานเช่นนี้หรือไม่? ฉันเศร้าไม่มีเซรามิกมูลค่าสูงในกล่องชิ้นส่วนของฉัน
jms

1
สิ่งที่คุณอาจเห็นในตอนนี้อาจเป็นสิ่งที่มีขอบเขต ลองเชื่อมต่อขอบเขตโดยตรงข้ามฝาครอบด้วยการลัดวงจรให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ การเหนี่ยวนำเข้าสู่วงมักพบ คุณควรตกลงกับฝาครอบตัวนั้น ตอนนี้หนามใหญ่แค่ไหน?
แอนดี้อาคา

ที่ความถี่ที่คุณเห็นใช่เซรามิกจะดีกว่าโพลีเอสเตอร์
WhatRoughBeast

@Andyaka ด้วยโพรบที่เชื่อมต่อโดยตรงกับฝา 100nF มันไม่สำคัญอีกต่อไปที่สวิตช์ FET อีกต่อไปเสียงเรียกเข้าที่เอาต์พุต (X1-2) จะเหมือนกันและระลอกที่แหล่งจ่าย (X1-1 ถึง X1-3) คือ ลดลงเป็นสองโวลต์ มีข้อเสนอแนะใด ๆ เกี่ยวกับวิธีลดทอนยอดแหลม 20MHz ที่เอาต์พุตเพิ่มเติมหรือไม่ เลย์เอาต์ของคณะกรรมการมีการตำหนิหรือไม่
jms

3

สมมติว่าคุณทำข้อตกลงกับทางรถไฟผ่านแอนดี้อย่างที่คุณพูดและคุณทำให้ประตูช้าลงโดยการเพิ่ม R1 R7 และทำบางอย่างเพื่อให้การปิดเร็วกว่าการเปิด ถ้ามันยังคงดังแล้วยังมีอีกสองอย่างให้ลองคุณสามารถวางไดโอด shottky 60V ข้าม DS ของ fets และคุณสามารถวาง RC snubbers ข้าม DS ของแต่ละ FET


1
คำแนะนำทั้งสองนี้ใช้ได้ดีสำหรับฉัน ฉันกำลังพัฒนาตัวขับมอเตอร์กระแสตรงแบบ brushless ที่พิกัด 14 Vdc, 80A โดยใช้ไดรเวอร์ Texas DRV8305 นี่คือกระดาษที่มีประโยชน์เกี่ยวกับ snubbers: ti.com/lit/an/slpa010/slpa010.pdfการใช้เทคนิคการออกแบบนั้นสำหรับ snubbers และวาง rectifier schottky ข้ามทรานซิสเตอร์ด้านล่างส่งผลให้ลดยอดแรกของเสียงเรียกเข้าจาก 28 ถึง 16V Snubber ลดเวลาการสลายเสียงเรียกเข้าให้เป็นครึ่งแอมพลิจูดจาก 300 ns เป็น 125 ns ทรานซิสเตอร์มี 2 x PSMN8R7-80PS แบบขนาน
เรย์เวลส์

1

ฉันคิดว่าแอนดี้ได้รับคำตอบเกี่ยวกับสิ่งนี้ แต่ฉันต้องการชี้แจงว่าเสียงเรียกเข้าดังกล่าวเกิดจากการเหนี่ยวนำของสายไฟที่นำไปสู่ ​​FETS และความจุประตูของ FET สิ่งนี้จะสร้างวงจร LC ที่สะท้อนที่ความถี่ตามการเหนี่ยวนำและความจุในวงจรของคุณ โดยปกติแล้วเอฟเฟกต์จะลดลงโดยใช้ตัวต้านทานการหน่วงและโดยการลดความยาวของตะกั่วให้มากที่สุด


0

ลดตัวต้านทานด้านสูงถึง 22E สิ่งนี้จะแก้ไขปัญหาได้บ่อยที่สุดซึ่งมักเกิดจากการเปลี่ยน Mosfets เป็น HARD ฉันต้องเรียนรู้วิธีการอย่างหนัก

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.