Elegir un condensador de derivación para un cable largo

0

He construido un control remoto por infrarrojos y para fines de integración, necesito llevar el led a aproximadamente 1 m (3 pies) del microcontrolador. Led Freq es 455kHz. Temperatura considerada como temperatura ambiente.

Elijo mover el mos y el led al final del cable. Aquí está el esquema:

Noesmuysorprendentequeelsuministroylaseñalestén"un poco" distorsionados al llegar al led y al mos (amarillo = señal, naranja = potencia):

Sospecho que necesito algunos desvíos. Estoy pensando en agregar un capacitor entre gnd y VCC. Planeo elegir un capacitor con una buena respuesta en torno a 18 MHz (para la ondulación en naranja después de la séptima división en el gráfico).

Mis preguntas son:

  • ¿Es la buena manera de ir?
  • Si no, ¿qué debo hacer? A partir de la gráfica, ¿hay una manera de calcular el valor de la capacitancia?
  • los foros y los documentos hablan sobre ESL bajo y ESR bajo, pero ¿qué es bajo? 1? 1mR? 1µR? ¿La misma pregunta para la inductancia?
  • ¿Debo agregar algo a la señal también?
  • ¿Algún otro consejo?

Gracias por tu ayuda.

    
pregunta Julien

1 respuesta

2

El cable largo en la compuerta FET tendrá inductancia, esto puede hacer que el FET oscile. La solución es agregar una resistencia como 100 ohmios en la puerta.

Ahora, para su desacoplamiento, deberá tener en cuenta la inductancia de su cable. Debido a que hay tapas de desacoplamiento en el suministro de + 5V de la placa, si agrega una tapa al final del cable entre +5 y GND, formará un circuito C-L-C que resonará. La resonancia de 18MHz que está observando es probablemente una interacción entre la inductancia del cable y la capacitancia parásita del diodo y el FET.

Por lo tanto, calcule la inductancia de su cable . O simplemente use 50-100nH / m si sus cables están torcidos. Digamos 100nH para estar seguros.

Supondré que el + 5V se desacopla correctamente, por ejemplo, un condensador de 10µF con un ESR despreciable (MLCC).

Por lo tanto, queremos una tapa en el otro extremo del cable que proporciona un buen factor de amortiguación (sin resonancia).

\ $ factor de amortiguación = \ frac {R} {2} \ sqrt {\ frac {C} {L}} > = 1 \ $

Por lo tanto

\ $ R > = 2 \ sqrt {\ frac {L} {C}} \ $

Pongamos otro MLCC de 10µF allí. Está en serie con la tapa de 10µF en su tablero, por lo que obtiene una capacidad total de 5µF. Tenga en cuenta que incluso si coloca 1000 µF al final del cable, el valor del límite que se utilizará para este cálculo es en serie, por lo que en este caso nunca será más de 10 µF, ya que eso es lo que suponía que estaba en su tablero ...

De todos modos, en este caso obtenemos R > 0.2 ohms.

Por lo tanto, ponga un 0R22 en serie con el cable o la tapa, y una tapa de 10µF, justo al final de los cables. Ajuste a gusto dependiendo de cuánto pierda la capacitancia de su MLCC bajo voltaje.

O simplemente agarre una tapa de aluminio, el tipo de baja Z a 105 ° C de unos pocos cientos de µF, estos generalmente tienen ESR en 0,1-0,2 ohmios, funcionará bien.

Tenga en cuenta que si utiliza un cable plano, coloque GND y VCC uno al lado del otro para reducir la inductancia y las emisiones. Los mejores serían los botones - GND - VCC - Unidad LED para evitar la interferencia de la unidad LED en los cables de los botones.

EDITAR para Jim:

Al observar la traza, la unidad de compuerta MOSFET sube, luego el FET conduce y el LED se pone algo de corriente, esto sucede en la segunda división horizontal en la pantalla. Debido a la inductancia del cable, el voltaje de suministro al final del cable cae mucho y luego aumenta lentamente a medida que aumenta la corriente a través de la inductancia.

Por cierto, ¿no debería haber una resistencia en serie con el LED? Eso probablemente solucionaría el problema ...

Es cuando la OP intenta apagar el LED cuando ocurre la diversión. El FET se apaga y se convierte en un capacitor, pero la inductancia del cable se carga con la corriente del LED. El LED sigue encendido, es un diodo, no se apagará hasta que haya agotado su carga de recuperación, lo que puede llevar un tiempo. Así que tenemos un tanque LC con la inductancia del cable y la capacitancia FET. Para obtener oscilaciones de 18MHz con 50-100nH, la capacitancia FET debe estar en el rango nF, que es realista.

Por lo tanto, el voltaje rebota en todas partes cuando el LC suena ... a 5V / div tenemos un pico de 20V. ¡Ay!

Poner un límite local reduciría la inductancia en el bucle. La resistencia de la que hablé es evitar la resonancia LC entre las tapas en la placa principal y la tapa en el extremo del cable, que es algo que debes evitar. No necesariamente evitará el timbre en el apagado, aunque debería reducirse mucho, debido a que la menor inductancia de la tapa se coloca cerca del LED.

Para esto, la solución es cambiar más lento agregando una resistencia en la puerta. No tiene sentido cambiar el FET en 10 ns para una señal de 450 kHz ...

    
respondido por el peufeu

Lea otras preguntas en las etiquetas