Conduciendo 3 Mosfets con un MSP430FR4133 de 0% a 100% Ciclo de trabajo

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Tengo un problema con un controlador Mosfet que armé. Es un MSP430FR4133 que toma 3 señales de onda cuadrada y las emite a una frecuencia más alta. La nueva señal se transmite a través de 3 controladores Mosfet separados para controlar los LED. El problema que tengo es que cuando atenúo los LED, los Mosfets emiten la señal incorrecta en el rango de ciclo de trabajo del 2% al 19%. 1% funciona bien y 20 - 100% funciona bien. Estoy seguro de que me faltan algunos componentes de soporte, pero no estoy seguro de lo que me estoy perdiendo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Lo siento si el esquema es difícil, esta es la primera vez que uso ese software. Aquí está la señal después de la MCU

Aquíestámiproblema,despuésdelMOSFET

Editar - Agregué una resistencia Pull up en el drenaje e hizo que la forma de onda sea más estable. Ahora invierte la salida del MOSFET entre un 2% y un 19% de ciclo de trabajo. Actualicé la imagen del problema con la nueva forma de onda. Está literalmente invertido de lo que se supone que es.

Edit 2 - Se ha encontrado un síntoma del problema. La tensión de drenaje es lineal cuando funciona correctamente. Son casi los 12 voltios completos cuando estamos en un ciclo de trabajo del 1% y en el ciclo de trabajo del 20% estamos a 10 voltios. Subiendo de allí el voltaje cae adecuadamente. En el área de problemas del ciclo de trabajo del 2% al 19%, el voltaje comienza a 3.3 voltios al 19%, luego el 16% aumenta a 5.6 voltios y luego cae a 1 voltio al 2%. Originalmente estaba usando un Launch-Pad para el procesamiento de esta aplicación, pero ahora he montado el procesador en la PCB y tengo el mismo problema. La conexión a tierra que está conectada al MOSFET es la misma conexión que se ejecuta a través de toda la PCB. No estoy seguro si un problema de tierra causaría este problema ya que el problema es tan repetible. Otra observación es que el problema se elimina cuando suelto mi frecuencia a 600 hz, que es la frecuencia de la señal de entrada que llega a mi MCU. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el problema.

Edit 3 - Después de investigar un poco más, creo que este problema se llama Capacitive False Turn-on. ¿Alguien tiene consejos sobre cómo solucionar esto? Las huellas en mi tablero son muy finas porque es un tablero prototipo, ¿hay algo que pueda agregar para solucionar este problema sin obtener un nuevo tablero prototipo? He intentado reducir la resistencia del Rg a 10 ohmios e hizo que el problema se produjera en un ciclo de trabajo del 10% en lugar de un 20% y ahora está arruinado el 1%. Encogió el área problemática pero no la resolvió. Cuando levanto la resistencia, el problema empeora.

    
pregunta Derek Speegle

1 respuesta

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Después de muchas pruebas finalmente encontré la solución. Este artículo establece que:

  

Para MOSFET de alta corriente, la capacidad del canal de la puerta puede ser muy alta y un voltaje de drenaje que cambia rápidamente puede producir miliamperios de corriente transitoria de la puerta. Esto podría ser suficiente para saturar e incluso dañar los delicados chips del controlador CMOS. Tener una resistencia en serie es un compromiso entre la velocidad y la protección, siendo típicos los valores de 100R a 10K. Incluso sin cargas inductivas hay una corriente de compuerta dinámica. Además, los MOSFET son extremadamente susceptibles al daño causado por la descarga electrostática y pueden dañarse irreversiblemente por una sola instancia de falla de la compuerta. Por esta razón, es una muy buena idea usar resistores de la serie de compuerta de 1K a 10K. Esto es especialmente importante si la señal de la puerta proviene de otra placa de circuito.

Después de leer esto, cambié mi Serie Gate Resistor a 1k y el problema desapareció por completo. Parecería que cuando su frecuencia es más alta con una carga capacitiva, necesita una Resistencia de compuerta de serie más alta.

    
respondido por el Derek Speegle

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