¿Cómo combatir el ruido de mi circuito contaminando mi carril de 12V?

Los condensadores 1000uF C1 y C3 podrían no ser capaces de manejar tales transitorios de conmutación de alta frecuencia muy bien. Los límites de valores grandes siempre tienen una respuesta de frecuencia alta muy mala.

Sugiero tratar de reemplazar los 1000uF con ESR bajo de los condensadores de 47 a 220 uF y ver cómo va. Quizás también coloque un condensador de cerámica (100 nF - 470 nF) en paralelo con ambos.

También sugiero viendo este video del EEVBlog de Dave sobre las tapas de bypass, aunque no es exactamente su situación, no -Las realidades de los condensadores que se explican en este video también se aplican a su problema.

Puedes intentar aumentar el valor de R2. Esto disminuirá el dV / dT en la puerta y hará más lentos los bordes cuando el mosfet cambie. 10 ohmios suele ser un buen lugar para comenzar, pero es posible que tenga que experimentar.

Agregando a las otras respuestas después de la actualización de diseño de su PCB:

Sin un plano de tierra para crear una tierra de baja inductancia, cada pista etiquetada como "GND" tendrá una inductancia bastante alta, aproximadamente 7nH / cm para una pista de 1 mm de ancho.

Por lo tanto, las tapas son ineficientes para filtrar HF, porque los pequeños inductores (también conocidos como trazas) están en serie con las tapas, lo que aumenta su impedancia HF. Una tapa de cerámica SMD tiene una inductancia mucho más baja que una electrolítica, no debido a la magia sino simplemente porque es más pequeña, por lo que será mejor en el desacoplamiento de HF ... sin embargo, la inductancia de las trazas aún está en serie.

Además, dado que tiene corrientes di / dt rápidas en su GND, el potencial a lo largo de las trazas de GND variará en todo el lugar. Recuerda:

e = L di / dt

di = 100mA, dt = 20ns (FET de conmutación rápida), L = 6nH por cm, por lo tanto e = aproximadamente 50mV por 10nH de inductancia de traza ... no exactamente "de bajo ruido".

... por lo tanto, en una PCB de este tipo sin un plano de tierra, cuando se trata de corrientes altas en grasas, generalmente es imposible medir cualquier cosa, ya que la forma de la señal cambiará mucho según el lugar donde se realice la prueba de la tierra.

Como ha notado, la solución es, para empezar, no tener ninguna corriente de alta frecuencia y altas di / dt en el circuito yoru, y esto se logra al disminuir la conmutación del FET con una resistencia.

Si su PWM es lo suficientemente lento (por ejemplo, 30 kHz), las pérdidas de conmutación serán muy pequeñas de todos modos.

Esto tiene la ventaja adicional de no enviar pulsos di / dt altos a los cables del ventilador, lo que evita que actúen como antenas y irradien ruido por todas partes, lo que sería una excelente manera de construir una radio jammer de banda ancha. .

Ni siquiera piense que L3 y C5 harán nada: la frecuencia de auto resonancia de estos inductores es generalmente bastante baja (verifique la hoja de datos), lo que significa que a las frecuencias de ruido de interés, son condensadores. También su tapa de salida de 100µF es un inductor. Y todas las trazas son inductores, especialmente la tierra, lo que significa que el voltaje en la salida "GND" no es 0V, pero también tendrá algo de ruido de HF, esto también agregará algo de ruido de modo común de HF en sus cables.

Del mismo modo, si multiplexas LEDs o escaneas un teclado de matriz, ¡no uses un controlador con 5ns de bordes! Estas son básicamente enormes antenas. Una señal cuadrada con un tiempo de subida de 5-10 ns tendrá armónicos desagradables muy por encima de 1-10 MHz sin importar la frecuencia de conmutación.

Entonces ... a menos que desee un% de eficiencia extra, ¡siempre cambie tan lento como pueda! Es una buena regla general para evitar problemas de EMI.

Por lo general, no desconectarías tu electrónica sensible con la misma fuente de alimentación que el ventilador.

Más generalmente, la electrónica de control funciona a 5V. Así que tendrías un regulador (un regulador lineal si quieres una ondulación realmente baja) reduciendo los 12V a 5V. A menos que el suministro de 12 V caiga hasta aproximadamente 7 V, todavía tendrá un suministro de 5 V sólido como una roca.

Eliminar diodo D2. Eso mata el filtrado que ocurre cuando se apaga el mosfet.

Esto requiere que el condensador C3 sea lo suficientemente grande como para absorber la punta.