MOSFET üzerinden PWM'li ısıtıcı kontrolü

9

Bir ısıtıcı bobinini (direnç ~ 0.9 Ohm) PWM ile bir MOSFET kullanarak kontrol etmeye çalışıyorum. PWM modülatörü LM393'e dayanmaktadır, MOSFET IRFR3704'tür (20V, 60A).

Mevcut şematik

Isıtıcı yerine 1k direnç yerleştirirsem her şey iyi çalışır ve CH1 ve CH2 test noktalarındaki dalga formları neredeyse kare olur. Ancak şemaya gerçek bir ısıtıcı yerleştirdiğimde, voltajın Vth'i geçtiği anda nabzın düşen kenarında salınım meydana gelir (kanallar burada karıştırılır: sarı osiloskop kanalı CH2 test noktasına ve mavi kanal CH1'e bağlanır). Salınım genliği, akü voltajından biraz daha büyüktür ve maksimumda 16V'a ulaşır. Çoğunlukla mikrodenetleyici uzmanıyım ve bu tür devreler hakkındaki bilgim zayıf. Isıtıcı endüktansının etkisi mi yoksa başka bir şey mi? Nasıl karşı çıkılır?

Osiloskop ekran görüntüsü

— s0me0ne
kaynak

Bu salınımların frekansını görmeye yardımcı olacağını düşünüyorum, ısıtıcı MOSFET parazitlerinden biri, muhtemelen drenaj kaynağı kapasitansı ile rezonans yapıyor olabilir. R1 ve R6 ne içindir? Opamp her zaman bir gerilimi zorluyor mu?

— Bay Mystère

Isıtıcılar, uzun süren sabitler nedeniyle, belki bazı histerezislerle açma / kapama olarak kontrol edilir. PWM ısıtıcılar için yaygın değildir

— Scott Seidman

PLM de kullanılır (uzun bir zaman tabanındaki PWM'ye eşdeğer - darbe uzunluğu modülasyonu - örneğin% 50, 5 dakika boyunca, 5 dakika boyunca kapalı olacaktır). PWM tipik olarak düşük bir geçiş olarak hareket etmek için yükün frekans yanıtını kullanır, bu nedenle değişen bir DC değerine eşdeğerdir; PLM tipik olarak tüm sistemin (örneğin ısıtıcı + oda) frekans tepkisini zaman hizası olarak kullanır ve istenen duruma sadece histereziden daha yakın bir izleme sağlar.

— Pete Kirkham

8

Bu var muhtemelen endüktans çoğunlukla değil.

Büyük olasılıkla, bataryadan 8 Ampere yakın çekmenin batarya voltajı üzerinde önemli bir etkisi vardır ve bu, PWM sinyali üreten karşılaştırıcının çevresindeki anahtarlama eşiklerini değiştirir.

Muhtemelen LM393 ve R3'ü aküden RC filtreli (50 ohm ve 1000 uf) daha düşük bir ses kaynağından ya da belki de daha iyi bir 5V LDO regülatöründen (ayırma ile) beslemeniz gerekir.

FET'i 5V'den sağlanan LM393 ile bile mümkün olduğunca sert hale getirmek için R1 çekme rezistörünü tam akü voltajına bağlı tutabilirsiniz.

Ve voltaj tepe noktaları akü voltajını aştığından, endüktansın bir etkiye sahip olması gerekir, böylece geri dönüş diyotu kesinlikle önerilir.

— Brian Drummond
kaynak

Flyback diyot önerisi için +1. Ek olarak, akü boyunca büyük (> 10kμF) bir elektrolite c kapasitörü dalga formlarını iyileştirecektir.

— GR Tech

+1 Olumlu geri bildirimin tadı zarar vermez, ancak önce pot voltajı (en azından) ile ilgili düzenleme.

— Spehro Pefhany

Aküye paralel bir 2200 uF kapasitör eklemek ve LDO'dan bir karşılaştırıcıya güç vermek hile yaptı. Geçişte hala küçük bir salınım görüyorum, ancak bence yüksek taşıyıcılar söz konusu olduğunda bundan tamamen kurtulamıyorum. Teşekkür ederim!

— s0me0ne

2

Muhtemelen endüktanstır. Mosfet çok hızlı kapanıyor ve bir V = L (di / dt) voltaj artışı elde ediyorsunuz. Bu, mosfet'inizdeki zener korumasını açar ve akım, devrenizin geri kalanında dolaşır

Bir sinek geri diyot hile yapabilir.

Diyotu katot pozitif terminale bağlıyken ısıtıcı elemanına paralel olarak yerleştirin.

Şimdi kapatıldığında akım diyot üzerinden zararsız bir yol bulacaktır.

Dikkatli. Diyot her döngüde ısınır.

Osiloskop izinizden salınım süresi yaklaşık 100us

Akım = yaklaşık 10A

Diyot ileriye doğru eğimli V = 0.7V

E = VIT = 700 uJ (Bu kalkın hile yaptığını biliyorum, muhtemelen bu miktarın yarısından az)

P = E * F (F = anahtarlama frekansı)

F = 1 kHZ ise P = 700mW

Diyotunuzu seçmek için Watt cinsinden güç derecesini kHz cinsinden anahtarlama frekansınız ile çarpın.

— Johnno
kaynak

2

Devrenizde çok önemli bir kusur görüyorum: LM393'ün açık bir kolektör çıkışı var. Böylece çıkış "yüksek" olduğunda sadece etkin olarak "düşük değil" olur ve R1 = 10k ile yukarı çekilir. MOSFET geçidine şarj akımı da R1 üzerinden sağlanır, bu nedenle açma son derece yavaştır. Bu, 1k kukla yük için bir sorun değildir, ancak önemli yük akımı ile MOSFET parazitleri (örneğin Miller etkisi) gözlemlediğiniz türden sorunlara neden olabilir.

MOSFET geçidini düşük empedanslı bir yolla, belki de bipolar bir totem kutuplu sürücüden çok daha hızlı şarj etmek için devrenizi değiştirmeniz gerekir, bkz. "Yüksek Hızlı MOSFET Kapısı Sürücü Devreleri için Tasarım ve Uygulama Kılavuzu" (SLUP169) referans için.

— gerçek zaman
kaynak

Çok kullanışlı bir uygulama notu, işaret ettiğiniz için teşekkür ederiz! Açıklanan teknikleri uyguladıktan sonra, geri kalan salınımı ortadan kaldırabileceğimi düşünüyorum, ancak sorunun% 95'i nihayet bir LDO eklenerek çözüldü. Üzgün Bir seferde iki cevap kabul edemiyorum 8 (

— s0me0ne

1

resim açıklamasını buraya girin litle histerezis sağlamak için küçük pozitif geri besleme (direnç ile) ekleyin (testere dişi wafeformunun nokta çizgisinde R3 tarafından nokta ayarında)

örneğin, düğüm 3 ve 1 arasında direnç 10MB Uister için olumlu geribildirim U1 - güç kaynağında güvenli dalgalanma (batery)

Diyot + filtre RC üzerine R3 ekleyin

voltajı değiştirin pil R3 üzerinde başka bir dönme noktası ayarlamak ve Q1 flaping üretmek

ve besleme ile pozitif geri besleme devresini sonuçlandı - osilasyon sıklığı

(dil için özür dilerim)

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

— gregor
kaynak