MOSFET produce picos excesivos del transformador

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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

He construido un circuito, que consiste en un transformador de 9V CA, que alimenta un puente rectificador y la corriente a la carga (una longitud del cable de resistencia ~ 3Ω) controlada por un MOSFET. La puerta del MOSFET recibe una señal PWM de un módulo de control Arduino que permite que el ciclo de trabajo varíe entre 0% y 100%.

NOTA El MOSFET está diseñado para cortar la tensión de CA rectificada de onda completa.

El circuito funciona y ha estado en uso durante un año.

Decidí agregar un circuito, que consiste en un diodo y un condensador de filtro para obtener una potencia de CC para el Arduino, pero varios electrolíticos aumentaron en humo, y el voltaje de salida excedió considerablemente los 13V que esperaba (así que terminó siendo eliminado).

Hace poco compré un BitScope y lo estaba usando para el circuito.

Cuando a 0% del voltaje es el DC de onda completa rectificado esperado.

A medida que aumentaba el ciclo de trabajo del control PWM, aparecieron picos de voltaje en la CC rectificada, y también en la CA de entrada.

Parece que cuando el MOSFET desactiva la corriente descendente se genera un pico. Como no hay otro componente con ninguna inductancia, esto parece provenir del transformador en sí. Esto fue inesperado, ya que estoy trabajando muy por debajo de la clasificación actual del transformador, a una frecuencia mucho más alta de lo que normalmente funcionaría. Modifiqué el circuito de control para producir PWM de 4 kHz, lo que redujo la amplitud de los picos, pero aún son motivo de preocupación.

Esperaba alguna ondulación, pero no los picos masivos, lo que me preocupa puede exceder la calificación de 60 V del MOSFET.

Mi pregunta es, ¿alguien puede sugerir alguna forma de suprimirlos? Ninguna de las técnicas normales para suprimir los pulsos inductivos de la carga parece aplicable.

    
pregunta Milliways

2 respuestas

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Primera nota: estás hablando de CC pura, pero no puedo ver ningún condensador electrolítico de alto valor (excepto 100n) para filtrar después del puente. Supongo que ha olvidado agregar eso al esquema de la pregunta.

Es bastante normal ver picos porque hay cambio. Pero tenga en cuenta que la técnica de medición también es importante. Porque cuando usas el clip de tierra de la sonda, actúa como una antena. Esto conduce a algunos artefactos de medición no deseados. Entonces, por favor haga su medición como se muestra a continuación:

Tengaencuentaqueinclusosielcircuitonocontieneningunainductancia,sepuedenveralgunospicos/timbrescausadospor:

  • cableslargos
  • diseñodePCB(esdecir,pistaslargasydelgadas)
  • inductanciasinternasdelacarga
  • inductanciadedrenajeinternadelMOSFET

Porlotanto,compruebeestosprimero.

Encuantoalasupresión,puedecolocarun filtro pi entre el suministro y la carga. Y también puede colocar un amortiguador RC en los terminales D-S para suprimir los picos en el nodo de conmutación.

    
respondido por el Rohat Kılıç
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Todos sus problemas pueden explicarse con una simple aplicación de la Ley de Ohm.

¿Cuál es la relación de carga de 3 ohmios a la ESR de la tapa de 820uF? Entonces puedes estimar el aumento de la proporción en la corriente máxima. 10 millohm? 100m?

Un suministro no regulado como este aumentará un 50% como mínimo con una carga ligera.
 pérdida del transformador (10%) + Pico / Avg de onda sinusoidal (41%) = ~ 50%

Para pérdidas bajas, las tapas deben ser al menos 2 veces el voltaje del transformador y tener un factor de disipación de < < 1%.

También considere una aproximación que el% de la corriente de ondulación (pk / avg) = 1 / Voltaje de ondulación (Pk / avg), por lo que el 10% de la tensión de ondulación implica que los picos de corriente son una corriente promedio de 10x DC durante el 10% del tiempo.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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