Yarım köprü devresindeki yüksek taraf MOSFET açıldığında ciddi zil sesi

18

Yarım köprü konfigürasyonunda iki IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) güç MOSFET'lerini çalıştıran bir IR2113 yüksek ve düşük yan kapı sürücüsüne sahip bir PCB (prototip yapı taşı olarak tasarlanmıştır) tasarladım:

Şematik PCB düzeni Fiziksel kurulumun resmi

Devreyi bir yük ile test ettikten sonra, düşük taraf oldukça temiz bir şekilde anahtarlanırken, yüksek taraf her açıldığında yarım köprünün (X1-2) çıkışında çok fazla zil olduğunu öğrendim. Giriş dalga formu ölü zaman ayarı ile oynamak ve hatta yükü kaldırmak (X1-2'den X1-3'e bağlı bir senkron kova dönüştürücüsünü simüle eden bir seri güç direncine sahip bir indüktör) bu zil sesini azaltmadı. Aşağıdaki ölçümler yük bağlı olmadan alınmıştır (osiloskop probu hariç X1-2'de hiçbir şey yoktur).

çınlama

Görünüşe göre parazit indüktanslar ve kapasiteler buna neden olmak için yeterlidir, ancak alçak tarafın neden olduğu kadar iyi çalıştığını anlayamıyorum. Bana göre her iki kapı tahrik dalga biçimi de yeterince temiz görünüyor, voltajlar MOSFET'lerin eşik voltajını makul derecede hızlı geçiyor. Geçiş sırasında sürgün yok. Sorunun olası nedenleri nelerdir ve semptomları azaltmak için hangi önlemleri alabilirim?

Burada ve diğer sitelerde çok benzer soruların olduğunun farkındayım, ancak gönderilen yanıtları özel sorunum için yararsız buldum.

Düzenle

Geçici akımları ve gürültüyü bastırmak için girişte (X1-1 ila X1-3) 2200 uF elektrolitik kapasitör bulunurken, yüksek frekansları bastırmak açıkça başarısız oldu. Elektrolitik olana paralel olarak 100nF kapasitör (Andy aka'nın cevabında önerildiği gibi) eklenmesi, çıkıştaki zil sesini (X1-2 toprağa) yarıya indirir ve tedarikte zil sesini (X1-1 toprağa) bir faktör azaltır 10.

kapasitörler

— jms
kaynak

4

Bu mükemmel bir ilk gönderi

— placeholder

12

Güç kaynağı rayını araştırmayı deneyin. Bahse girerim oradaki çivileri görürsünüz. Bunun nedeni tezgah kaynağınız ve MOSFET'ler arasındaki kurşun uzunluğudur. Açıkça alt FET tarafında görmeyeceksiniz, çünkü kapsamınız o raya atıfta bulunur, ancak eğer güç kaynağını tekrar araştırırsanız bahse girerim.

MOSFET'leri kapatan güç rayları boyunca 1 uF veya 10 uF seramik deneyin.

— Andy aka
kaynak

6

+1 Bunu öğrenmenin daha zor yolları vardır, küçük Füme MOSFET yığınlarına yol açabilecek olanlar.

— Spehro Pefhany

100nF metalize polyester başlık sivri uçları çarpıcı bir şekilde azalttı, ancak rekabet gücü yüksek değil. Bu gibi uygulamalarda seramik kapasitörler bypass kapakları olarak daha uygun mudur? Parça kutumda maalesef yüksek değerli seramiklerim yok.

— jms

1

Şimdi görüyor olabileceğiniz şey muhtemelen o-kapsamı eserlerdir. Kapsamı, mümkün olduğunca kısa bir topraklama kablosu ile doğrudan kapak boyunca bağlamayı deneyin. Döngü içine indüksiyon yaygın olarak bulunur. Bu kapakla iyi olmalısın. Sivri uçlar şu an ne kadar büyük?

— Andy aka

Gördüğünüz frekanslarda, evet, bir seramik polyesterden daha iyi olacaktır.

— WhatRoughBeast

@Andyaka Prob doğrudan 100nF kapağına bağlandığında, hangi FET anahtarlarının değiştiği artık önemli değil, çıkıştaki zil sesi (X1-2) aynı ve tedarikteki dalgalanma (X1-1 ila X1-3) iki volta düşürüldü. Çıkıştaki 20MHz ani artışları nasıl azaltacağınıza dair herhangi bir öneriniz var mı? Kurul düzeni suçlanacak mı?

— jms

3

Andy'nin dediği gibi tedarik rayına geçtiğinizi ve R1 R7'yi artırarak ve açmaktan daha hızlı kapatmak için bir şeyler yaparak kapıyı yavaşlattığınızı varsayarsak. Hala çalıyorsa, denenecek hala iki şey var; Fets'in DS'sine 60V shottky diyotları yerleştirebilir ve her bir FET'in DS'sine RC snubbers yerleştirebilirsiniz.

— Otistik
kaynak

1

Bu önerilerin her ikisi de benim için gerçekten iyi çalıştı. Texas DRV8305 sürücüsü kullanarak 14 Vdc, 80A olarak derecelendirilmiş fırçasız bir DC motor sürücüsü geliştiriyorum. Snubbers hakkında yararlı bir makale: ti.com/lit/an/slpa010/slpa010.pdf Snubbers için bu tasarım tekniğini kullanmak ve alt transistör boyunca schottky bir doğrultucu yerleştirmek, zil sesinin ilk zirvesinde 28 ila 16V. Snubber, zil sönüm süresini 300 ns'den 125 ns'ye yarım genliğe düşürdü. Transistörler paralel olarak 2 x PSMN8R7-80PS'dir.

— Ray Wales

1

Bence Andy aka bu konuda cevap aldı, ama çalmanın FET'e giden tellerin endüktansından ve FET'lerin kapı kapasitansından kaynaklandığını açıklamak istedim. Bu, devrenizdeki endüktans ve kapasitansa dayalı bir frekansta rezonansa giren bir LC devresi oluşturur. Genellikle etki sönümleme dirençleri kullanılarak ve kurşun uzunluğunun mümkün olduğunca azaltılmasıyla azaltılır.

— DerStrom8
kaynak

0

Yüksek taraf direncini 22E'ye düşürün, bu büyük olasılıkla Sorunu düzeltir, bu genellikle Mosfetleri HARD'a Değiştirmekten Kaynaklanır, zor yolu öğrenmek zorunda kaldım

— user77820
kaynak