Dering parah ketika MOSFET sisi tinggi di sirkuit setengah jembatan menyala


18

Saya telah merancang PCB (dimaksudkan sebagai blok bangunan prototyping) yang memiliki driver gerbang samping IR2113 tinggi dan rendah yang menggerakkan dua IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) MOSFET daya dalam konfigurasi setengah jembatan:

Skema Tata letak PCB Gambar pengaturan fisik

Setelah menguji rangkaian dengan beban saya menemukan bahwa sementara sisi rendah beralih cukup bersih ada banyak dering pada output setengah jembatan (X1-2) setiap kali sisi tinggi menyala. Bermain-main dengan pengaturan waktu mati gelombang input dan bahkan menghapus beban (induktor dengan resistor daya secara seri mensimulasikan konverter buck sinkron yang terhubung dari X1-2 ke X1-3) tidak mengurangi dering ini. Pengukuran di bawah ini dilakukan tanpa beban yang terhubung (tidak ada pada X1-2 kecuali untuk probe osiloskop).

Dering

Rupanya induktansi dan kapasitansi parasit sudah cukup untuk menyebabkan itu, tapi saya tidak tahu mengapa sisi rendah berfungsi sebaik itu. Bagi saya kedua bentuk gelombang drive gerbang terlihat cukup bersih, dengan tegangan transisi tegangan treshold dari MOSFET cukup cepat. Tidak ada palung pengambilan saat beralih. Apa kemungkinan penyebab masalah, dan tindakan apa yang bisa saya ambil untuk mengurangi gejalanya?

Saya menyadari bahwa ada banyak pertanyaan yang sangat mirip di sini dan di situs lain, tetapi saya menemukan jawaban yang diposting tidak membantu untuk masalah khusus saya.

Edit

Sementara ada kapasitor elektrolitik 2200uF pada input (X1-1 hingga X1-3) untuk menekan transien dan kebisingan, itu jelas gagal untuk menekan frekuensi tinggi. Menambahkan kapasitor 100nF (seperti yang disarankan dalam jawaban oleh Andy alias) secara paralel dengan yang elektrolitik mengurangi dering pada output (X1-2 ke ground) hingga setengahnya dan dering pada suplai (X1-1 ke ground) oleh faktor dari 10.

kapasitor


4
Ini adalah pos
placeholder

Jawaban:


12

Coba selidiki pada rel catu daya. Saya yakin Anda melihat paku di sana. Itu akan disebabkan oleh panjang timah hitam antara persediaan bangku Anda dan MOSFET. Jelas Anda tidak akan melihatnya di sisi FET yang lebih rendah karena ruang lingkup Anda direferensikan ke rel itu, tetapi, jika Anda memeriksa kembali di catu daya, saya yakin Anda akan melihatnya.

Coba keramik 1uF atau 10uF melintasi rel daya, tutup MOSFET.


6
+1 Ada cara yang lebih sulit untuk mempelajari ini, yang mungkin mengarah ke tumpukan MOSFET merokok.
Spehro Pefhany

Tutup poliester logam 100nF mengurangi paku secara dramatis, tetapi tidak kompeten. Apakah kapasitor keramik lebih cocok sebagai topi pintas dalam aplikasi seperti ini? Sayangnya saya tidak memiliki keramik bernilai tinggi di kotak bagian saya.
Jms

1
Apa yang Anda lihat sekarang mungkin adalah artefak o-scope. Coba sambungkan ruang lingkup secara langsung melintasi tutup dengan loop timah bumi sesingkat mungkin. Induksi ke dalam loop sering ditemukan. Anda harus setuju dengan topi itu. Seberapa besar paku sekarang?
Andy alias

Pada frekuensi yang Anda lihat, ya, keramik akan lebih baik daripada polyester.
WhatRoughBeast

@Andyaka Dengan probe yang terhubung langsung ke tutup 100nF, tidak masalah lagi FET yang beralih, dering pada output (X1-2) sama , dan riak pada pasokan (X1-1 hingga X1-3) adalah dikurangi menjadi dua volt. Ada saran tentang bagaimana untuk lebih menipiskan paku 20MHz di output? Apakah tata letak papan yang harus disalahkan?
Jms

3

Dengan asumsi bahwa Anda telah berurusan dengan memotong pasokan kereta api seperti kata Andy dan Anda telah memperlambat gerbang dengan meningkatkan R1 R7 dan melakukan sesuatu untuk mematikan lebih cepat daripada menghidupkan. Jika masih berdering maka masih ada dua hal yang harus dicoba, Anda dapat menempatkan dioda shottky 60V di DS dari fets dan Anda dapat menempatkan snubber RC di DS dari setiap FET.


1
Kedua saran ini bekerja sangat baik untuk saya. Saya mengembangkan driver motor DC brushless dengan nilai 14 Vdc, 80A menggunakan driver Texas DRV8305. Berikut ini adalah makalah yang berguna tentang snubber: ti.com/lit/an/slpa010/slpa010.pdf Menggunakan teknik desain untuk snubber, dan menempatkan schottky rectifier melintasi transistor bawah menghasilkan pengurangan puncak pertama dering dari 28 hingga 16V. Snubber mengurangi waktu peluruhan dering hingga setengah amplitudo dari 300 ns menjadi 125 ns. Transistor adalah 2 x PSMN8R7-80PS secara paralel.
Ray Wales

1

Saya pikir Andy alias mendapat jawaban untuk yang satu ini, tetapi saya ingin mengklarifikasi bahwa dering disebabkan oleh induktansi kabel yang mengarah ke FETS dan kapasitansi gerbang FET. Ini menciptakan sirkuit LC yang beresonansi pada frekuensi berdasarkan induktansi dan kapasitansi di sirkuit Anda. Biasanya efeknya dikurangi dengan menggunakan resistor redaman dan dengan mengurangi panjang timah sebanyak mungkin.


0

Kurangi resistor sisi tinggi ke 22E ini kemungkinan besar akan memperbaiki Masalah, ini sering Disebabkan dari Beralih MOSFET Ke KERAS, saya harus belajar dengan cara yang sulit

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.