Cómo filtrar el ruido de un sistema PWM grande

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Tengo un sistema que maneja 300m de tiras de LED de 24V. Las tiras están en 25 secciones, cada una controlada por un MOSFET conectado a un 328P.

CuandoPWMinglastiras(f=500-1000hzdependiendodelpin),losmicrosdejaronderesponder.Sospechandoqueeraunproblemaderuidoeneltrendepotencia,conectélosmicrosaunafuentedealimentaciónde12Vseparada(todaslasconexionesatierraestánconectadas)yagreguéunmontóndetapasde100V2200uFalossuministrosde24V(comoseveenlafoto),algunastapasde470uFalafuente.Rielde12Vyunostaponesde100uFalrielde5Vdecadaplaca.Estoparecehaberayudadoamucho.

Sinembargo,devezencuando,unmicroaúncuelga.¿Cómopuedoreducirmáselruidoyevitarunmicrocuelgue?

Informaciónadicional: SondaacopladaACdelalínea12V

SondaacopladadeCAdelalínea5Venlasplacascontroladoras

SondaacopladaACdelalínea24V

Tarjetacontroladora

Una vista más cercana de las tablas. El cable gris claro es la línea de 12V.

    
pregunta user2372996

2 respuestas

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Le sugiero que tenga un par de problemas con su diseño, especialmente porque ha mezclado circuitos de alta y baja corriente en el mismo PCB.
Puedes agregar filtros capacitivos e inductivos a tu contenido de corazones, pero perseguirás tu cola durante bastante tiempo.

  1. Los niveles bastante altos de ruido en el suelo son aceptables si tiene un aislamiento extremo (PSRR) en las líneas de suministro de MCU. En su caso, ha utilizado un LM7805 para suministrar el '328 VCC y esto no es aconsejable en un entorno ruidoso. Considere usar un regulador de derivación como el TL431 de la fuente de 12 V para aumentar la impedancia a eso suministro.
    El TL431 es bueno para aproximadamente 100 mA, por lo que debería ser suficiente para su '328.

  2. Su conexión en serie entre procesadores es otra conexión potencialmente ruidosa. Por lo general, es recomendable cuando se conectan varias tarjetas MCU en un entorno como este para aislar ópticamente estas líneas.
    Supongo que está suministrando la misma conexión de datos en serie a todas las placas (una sola línea en serie desde su PC / MCU de origen), por lo que podría organizar las entradas para que sean múltiples entradas de diodo óptico en serie controladas por una única salida desde su origen .

respondido por el Jack Creasey
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Dibuje un diagrama detallado de su conexión a tierra y su cableado de alimentación. Incluye resistencias. Y asigne una inductancia a cada pieza de cableado: 10NanoHenries por 10 mm de longitud. Por lo tanto, un metro de cable también tiene 1 inductancia micro Henry.

Luego identifica las principales rutas de alta corriente. Luego identifique las rutas principales de alta velocidad de cambio de corriente (suponga que los FETS se activan en 10 nanosegundos).

Calcule la caída I * R en el cableado.

Calcule la patada inductiva (V = L * dI / dT) en cada cable.

Y ahora, desde que identificó las rutas de alta velocidad de cambio de corriente, examine su distancia (ambas rutas de salida y de retorno) desde la MCU.

Suponga que el PCB MCU tiene bucles de 4 "por 4" (bucles de 0,1 metros). Utilice esta fórmula para calcular los voltajes inducidos:

Vinduce = 2e-7 * Área / Distancia * dI / dT

Ejemplo de 0,1 metros * 0,1 metros de área, con una distancia de 0,1 metros y di / dT de de 10 amps / 10 nanosegundos (1 billón de ams / segundo o 1e + 9 dI / dT).

Vinduce = 2e-7 * 0.1 * 0.1 / 0.1 * 1e + 9

Vinduce = 2e-7 * 0.1 * 1e + 9 = 2e (-7-1 + 9) = 2e (-8 + 9) = 2e + 1 = 20 voltios

ese fue un ejemplo. Elija sus propias distancias y dI / dT estimado.

Cualquier cosa por encima de 0,1 voltios, dadas las estimaciones, debe modificarse (mover el cableado) Para determinar los efectos.

    
respondido por el analogsystemsrf

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