MOSFET IRFP054N 으로 DC 모터 (12V, 100W)를 구동하려고합니다 . PWM 주파수는 25kHz입니다. 회로도는 다음과 같습니다.

나는 알고있다 DSEI120-12A는 이에 가장 적합한 다이오드 아니지만 지금은 더 나은 필요가 없습니다. 내가 시도한 3A 쇼트 키 다이오드는 매우 뜨겁습니다.

스코프 파형은 다음과 같습니다 (A = MOSFET 드레인 (파란색), B = 게이트 드라이브 (빨간색)) :

작은 듀티 사이클 :

MOSFET 턴 오프시 약 150ns 지속되고 최대 진폭의 전압 스파이크가 발생합니다. 60 V. 진폭은 모터의 듀티 사이클, 전압 또는 부하를 증가시킬 때 유지됩니다. 스파이크의 폭은 모터의 부하에 따라 다릅니다 (아마도 전류에 따라 다름).

난 노력 했어:

• 더 느린 MOSFET 턴 오프를 위해 게이트 저항을 57Ω으로 증가
• 모터 및 MOSFET에 Schkottky 다이오드 (SR3100, 3A) 추가
• DC 링크 및 모터에 다양한 커패시터를 배치합니다. 낮은 듀티 사이클과 저전압으로 작동 할 때 도움이되지만 전력이 증가하면 스파이크가 다시 발생합니다.

이 중 어느 것도 스파이크를 완전히 제거하는 데 도움이되지 않습니다. 흥미로운 점은 스파이크가 MOSFET을 파괴하지는 않지만 (55V 정격이므로)이 드라이버를 올바르게하고 싶습니다.

시도해야 할 사항과이 스파이크가 60V로 제한된 이유에 대한 제안을 찾고 있습니다.

업데이트 : 1mF 전해 캡이 모터의 에너지 스파이크를 흡수하지 못했다고 생각합니다. 이제 12V 라인에 2.2 uF 필름 커패시터를, 모터에 200 nF 세라믹 캡, MOSFET에 100 nF 세라믹 캡을 추가했습니다.

이것은 이제 꺼질 때 울림이 발생하더라도 스파이크를 낮추는 데 도움이되었습니다. 아마도 MOSFET의 스 너버를 개선해야합니다. 그러나 전압 진폭은 훨씬 낮습니다 (부하시 30-40V).

$\Omega$

이 고대 애플리케이션 노트 는 스 누버 회로의 종류와 사용시기를 포함하여 다양한 종류를 설명합니다. 거기에서 영감을 얻을 수 있습니다.

쇼트 키 다이오드 하나를 모터 바로 옆에 놓고 다른 하나는 모터에서 리드를 가로 질러 PCB를 떠나는 곳으로 이동하십시오.

또한 공급이 고주파에서 우회되도록하는 데 도움이됩니다. 모터에 공급되는 곳 가까이에 공급 장치를 가로 질러 세라믹 캡을 놓습니다. 전압에서 10µF 정도가 될 수 있습니다.

FET에 캡을 두지 말고 모터의 캡을 작게 유지하고 물리적으로 모터에 가까이 두십시오. 나는 1nF 이상을 사용하지 않을 것입니다.

이것은 표유 인덕턴스 및 소자 정합의 전형적인 사례로 보인다.

스트레이 인덕턴스

요점을 설명하기 위해 회로를 다시 그려 보겠습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

나는 AC가 절연 변압기를 통해 주전원에서 나온다는 합리적인 가정을 할 것이므로 DC를 안전하게 접지 할 수 있습니다. 그렇지 않은 경우 처리해야 할 다른 문제가 있습니다.

이 합리적인 가정을 수용하면 Stray1 및 Stray2 를 무시할 수 있습니다.

이 잎 Stray3 , Stray4 및 Stray5

이들 각각 은보고 있는 초기 오버 슈트에 기여합니다 . 유도 성 부하를 강제로 정류 할 때 이러한 오버 슈트가 예상됩니다. 일부는 예상되지만 피크를 장치의 정격 전압 (다이의 정격 전압) 이하로 유지해야합니다.

이제 측정 중 아티팩트가 될 것입니다. 가지고 Stray4,5을 당신이 커패시터에있는 지구에 스코프 프로브 클립 경우이 부유 인덕턴스는 부하 인덕턴스를 정류하기 시작 당신이보고있는 전압에 기여할 것이다.

FET를 통한 전류 흐름을 차단하기 시작하여 V = Ldi / dt가 약간의 전압을 생성합니다. 측정하는 것은 더 이상 실제 장치 전압이 아닙니다.

이제 스코프의 GND를 FET의 레그에 클리핑했다고 말할 수 있습니다. 그렇더라도 일부 왜곡이 발생하여보고있는 것이 장치의 실제 전압이 아닐 수 있습니다.

Stray4,5 의 주제에서 , 일반적으로 잘못된 레이아웃으로 인해 이러한 부유 인덕턴스가 꺼질 때 전압 오버 슈트의 주요 원인입니다. FET를 꺼서 전류 흐름을 차단하려고하는데 정류 경로가 없습니다. 따라서 그들은 FET를 통해 흐르는 전류를 유지하려고 시도합니다.

Stray6 과 함께 느리게 (FET 스위칭과 관련하여)로드 전류의 정류를 동일하게 방해하여 드레인 소스 전위를 다시 증가시킵니다.

Stray3 은 전원 회로로 들어가는 전압에서 진동으로 나타납니다.

보조 울림

두 음모 모두에서 일부 보조 울림을 볼 수 있습니다. 이에 대한 여러 가지 원인이 있습니다

1. 부적절한 게이트 드라이브. 구동 능력이 상당히 약한 경우 (또는 게이트 리드에 많은 인덕턴스) 장치를 잘 유지할 수 없으며, 정전 용량으로 인해 흐르는 전하가 장치를 켜려고 시도합니다.-> osc
2. Stray5와 Stray6는 정류 경로 사이의 에너지 교환으로 진동합니다
3. FET가 다이오드에 비해 훨씬 빠르며 더 빠르면 Stray5 및 Stray6으로 인해 스위칭 진동이 심해질 수 있습니다

솔루션?

1. 레이아웃을 확인하십시오! 짧고 두꺼운 트랙, 인덕턴스를 최소화하기위한 얇은 층. DIODE와 FET 사이의 거리를 최소로 유지하십시오!
2. 경우 귀하의 GateDrive가 약한, 그것을 개선
3. 경우 귀하의 GateDrive이 강한, 천천히 당신의 게이트 저항을 증가 고려 다운 스위칭
4. 경우 즉 계속 실패 문제를 완화하기 위해 FET에 걸쳐 너버를 고려한다.