Sonido severo cuando se enciende el MOSFET de la parte alta del circuito del medio puente.

Question

He diseñado un PCB (pensado como un bloque de construcción de prototipos) que tiene un controlador de puerta lateral de alta y baja IR2113 que impulsa dos MOSFETs de potencia IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) en configuración de medio puente:

Imagen de la configuración física

Al probar el circuito con una carga, descubrí que mientras el lado inferior conmuta de forma bastante limpia, hay mucho zumbido en la salida del medio puente (X1-2) cada vez que el lado superior se enciende. Jugar con el ajuste de tiempo muerto de la forma de onda de entrada e incluso quitar la carga (un inductor con una resistencia de potencia en serie que simula un convertidor síncrono buck conectado de X1-2 a X1-3) no redujo este zumbido. Las siguientes mediciones se realizaron sin carga conectada (nada en X1-2 excepto la sonda del osciloscopio).

Aparentemente las inductancias y capacitancias parásitas son suficientes para causar eso, pero no puedo entender por qué el lado bajo funciona tan bien como lo hace. Para mí, ambas formas de onda de accionamiento de la puerta parecen bastante limpias, con los voltajes haciendo la transición del voltaje de umbral de los MOSFETs razonablemente rápido. No hay ningún canal de disparo presente cuando se conmuta. ¿Cuáles son las posibles causas del problema, y qué medidas puedo tomar para reducir los síntomas?

Soy consciente de que hay muchas preguntas muy similares aquí y en otros sitios, pero las respuestas publicadas me resultaron poco útiles para mi problema particular.

Edita

Aunque había un condensador electrolítico de 2200uF en la entrada (X1-1 a X1-3) para suprimir los transitorios y el ruido, claramente no suprimía las altas frecuencias. Añadiendo un condensador de 100nF (como se sugiere en la respuesta de Andy alias) en paralelo con el electrolítico se redujo el timbre en la salida (X1-2 a tierra) a la mitad y el timbre en la alimentación (X1-1 a tierra) en un factor de 10.

Answer 1

Pruebe a sondear el carril de la fuente de alimentación. Seguro que ves esos picos ahí. Será debido a la longitud de los cables entre tu fuente de alimentación y los MOSFETs. Evidentemente no lo verás en el lado inferior del FET porque tu osciloscopio está referenciado a ese raíl pero, si sondeas de nuevo la fuente de alimentación apuesto a que lo verás.

Prueba con una cerámica de 1uF o 10uF a través de los raíles de alimentación para cerrar los MOSFET.

Answer 2

Suponiendo que usted ha tratado con el carril de suministro de derivación como Andy dijo y que ha frenado la puerta mediante el aumento de R1 R7 y hacer algo para hacer apagar más rápido que encender . Si todavía suena entonces hay todavía dos cosas para probar; Usted puede colocar diodos shottky 60V a través de DS de los fets y se puede colocar snubbers RC a través de DS de cada FET.

Answer 3

Creo que Andy aka tiene la respuesta en este caso, pero quería aclarar que el timbre es causado por la inductancia de los cables que conducen a los FETs y la capacitancia de la puerta de los FETs. Esto crea un circuito LC que resuena a una frecuencia basada en la inductancia y la capacitancia de su circuito. Por lo general, el efecto se reduce utilizando resistencias de amortiguación y reduciendo la longitud de los cables en la medida de lo posible.

Answer 4

Reduzca la resistencia del lado de alta a 22E esto probablemente arreglará el problema, esto es a menudo causado por la conmutación de los Mosfets a HARD, tuve que aprender de la manera difícil