Страница 1 из 3 123 Последняя
Показано с 1 по 20 из 43

Тема: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

  1. #1
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Добрый всем день!

    Я новичок на данном форуме, а потому прошу не пинать сразу, если я нарушаю какие-то правила или задаю избитые вопросы.

    В общем проблема с ИП автомобильного усилителя EOS 2150.
    Исходная проблема привела меня к тому, что ИП этого усилителя очень шумный по моим меркам.

    Схема источника питания этого усилителя:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	AE-620T-S-3(07-order).gif 
Просмотров:	1194 
Размер:	54.4 Кб 
ID:	327309

    Источник шума, судя по всему, - выбросы напряжения в процессе закрытия транзисторов.
    Вот осциллограммы на мосфетах:

    - на хх:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180904_213254_resize.jpg 
Просмотров:	596 
Размер:	218.9 Кб 
ID:	327310

    - при выходной нагрузке усилителя всего 8 Вт появляются выбросы в момент закрытия мосфетов:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180904_213347_resize.jpg 
Просмотров:	531 
Размер:	208.6 Кб 
ID:	327311

    - при выходной нагрузке усилителя всего 80 Вт мостом на нагрузку 4 Ом выбросы становятся уже почти равны амплитуде:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180904_213412_resize.jpg 
Просмотров:	652 
Размер:	199.6 Кб 
ID:	327312

    Может ли кто-то пояснить причину появления этих выбросов и объяснить почему они разные на двух половинках симметричной схемы (хотя симметричная она только на бумаге, разводка, понятно, несимметричная)?

    Выбросы эти приводят к тому, что весь усилитель звоном звенит по всем цепям:
    - на входных клеммах питания усилителя: 750мВ,
    - в первичном питании после дросселя: 1000мВ,
    - на выходе усилителя (на нагрузке): 100мВ!
    - во вторичном питании: 80мВ,
    - в питании +/-15В предварительного усилителя: 40мВ!
    Вот, например, картинки наводок во вторичном питании:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180903_213703_resize.jpg 
Просмотров:	434 
Размер:	205.9 Кб 
ID:	327315Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180903_213742_resize.jpg 
Просмотров:	378 
Размер:	215.5 Кб 
ID:	327316

    Буду благодарен за любые наводки по данному вопросу.

    PS: Выпрямительные диоды практически не шумят, что хорошо.

  2. #2
    Завсегдатай Аватар для ВаСыЛь
    Регистрация
    19.11.2016
    Адрес
    Херсонская обл. На берегу моря.
    Возраст
    40
    Сообщений
    1,960

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Замерить питание на микре под нагрузкой. А так-же esr кондеров фильтра.

  3. #3
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от ВаСыЛь Посмотреть сообщение
    Замерить питание на микре под нагрузкой. А так-же esr кондеров фильтра.
    Вот так выглядит питание, вернее его пульсации, измеренные прям на ножках TL494 при выходной нагрузке усилителя 80Вт:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180905_222828_resize.jpg 
Просмотров:	326 
Размер:	240.1 Кб 
ID:	327355Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180905_222915_resize.jpg 
Просмотров:	337 
Размер:	239.0 Кб 
ID:	327356
    Средний уровень напряжения около 11В (на столе питаю усилок от не очень мощного аккума).


    ESR измерить к сожалению нечем.
    В первичке стоят электролиты общего назначения Rubycon YXA, я пробовал подкинуть в первичку низкоимпедансные Jamicon WL 1500*25 3шт - "свистопляска" снижается примерно в 2 раза.
    Сейчас заказал 4шт таких по 2200*35В, поменяю в субботу, отпишусь.
    Последний раз редактировалось vasvi; 05.09.2018 в 23:04.

  4. #4
    Завсегдатай Аватар для VladimirV
    Регистрация
    09.05.2018
    Адрес
    Voronezh
    Сообщений
    4,808

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от vasvi Посмотреть сообщение
    причину появления этих выбросов и объяснить почему они разные
    Снабберные цепочки проверяли? Может контакта нет у одной из них. Мало ли, сухая пайка, вибрации - все же машина!

  5. #5
    Завсегдатай Аватар для Pest
    Регистрация
    02.07.2009
    Адрес
    Архангельск
    Возраст
    36
    Сообщений
    2,104

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП


    Offтопик:
    Зачастую в подобных устройствах как трассировка печатной платы так и схемотехника в плане борьбы с помехами просто катастрофическая. На это просто внимание не обращают, руководствуясь правилом "число отказов приемлемое значит и так сойдет". Установка просто хороших конденсаторов обычно не дает значительного выигрыша. Опять же зачастую довести такое устройство до ума не прибегая к кустарщине с применением ножей, фрез и листовой медной фольги не удается.

    Если есть возможность, не плохо было бы выложить фото платы, чтобы можно было нормально разглядеть трассировку.

  6. #6
    Старый знакомый Аватар для 20957
    Регистрация
    04.05.2016
    Адрес
    Нижний Новгород
    Сообщений
    521

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Я бы попробовал припаять параллельно затворным резисторам диод, для ускорения закрытия. Да и уменьшил бы затворные резики в 2 раза

  7. #7
    Частый гость Аватар для Buzzer
    Регистрация
    14.09.2005
    Адрес
    С-Петербург
    Возраст
    47
    Сообщений
    346

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    я-бы добавил резисторы около 510 Ом между драйверами затворов и выходами микросхемы

  8. #8
    http://akotov.narod.ru Аватар для Александр Котов
    Регистрация
    19.10.2004
    Адрес
    Ленобласть
    Возраст
    54
    Сообщений
    2,914

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Почти наверняка ВЧ- мусор лезет во вторичку по земле.
    Я развязывал дросселем:
    http://akotov.narod.ru/autohifi.html

    Или щуп осциллографа не там стоит - откуда выбросы на 15 вольтовом питании-то? Или наводка на щуп и т.п.

  9. #9
    Завсегдатай Аватар для Yurgen
    Регистрация
    23.05.2005
    Адрес
    Из Замкадья
    Возраст
    52
    Сообщений
    1,518

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от 20957 Посмотреть сообщение
    Я бы попробовал припаять параллельно затворным резисторам диод, для ускорения закрытия. Да и уменьшил бы затворные резики в 2 раза
    Для уменьшения выбросов например в lt1683 и подобных наоборот делают замедление открытия и закрытия. Правда в этом случае ключи дико греются, но для не сильно больших мощностей можно найти компромис.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20171019_205220.jpg 
Просмотров:	364 
Размер:	2.40 Мб 
ID:	327385

  10. #10
    Завсегдатай Аватар для ВаСыЛь
    Регистрация
    19.11.2016
    Адрес
    Херсонская обл. На берегу моря.
    Возраст
    40
    Сообщений
    1,960

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Такой режим ключей в данном варианте приведет к неизбежному пробою.
    Последний раз редактировалось ВаСыЛь; 06.09.2018 в 12:31.

  11. #11
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Всем спасибо за активную помощь!

    Цитата Сообщение от VladimirV Посмотреть сообщение
    Снабберные цепочки проверяли? Может контакта нет у одной из них. Мало ли, сухая пайка, вибрации - все же машина!
    Проверил, всё было нормально.

    ---------- Сообщение добавлено 14:45 ---------- Предыдущее сообщение было 14:42 ----------

    Цитата Сообщение от Pest Посмотреть сообщение
    Если есть возможность, не плохо было бы выложить фото платы, чтобы можно было нормально разглядеть трассировку.
    Вот:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	AE-2150.jpg 
Просмотров:	509 
Размер:	639.3 Кб 
ID:	327394

    При этом выбросы в нижнем плече группы из четырех транзисторов больше, чем в верхнем.

    ---------- Сообщение добавлено 14:48 ---------- Предыдущее сообщение было 14:45 ----------

    Цитата Сообщение от 20957 Посмотреть сообщение
    Я бы попробовал припаять параллельно затворным резисторам диод, для ускорения закрытия. Да и уменьшил бы затворные резики в 2 раза
    Попробовал.
    Диоды для ускорения закрытия дают обратный эффект. Выброс в момент закрытия растет.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180906_130322_resize.jpg 
Просмотров:	416 
Размер:	231.7 Кб 
ID:	327395

    ---------- Сообщение добавлено 14:48 ---------- Предыдущее сообщение было 14:48 ----------

    Цитата Сообщение от Buzzer Посмотреть сообщение
    я-бы добавил резисторы около 510 Ом между драйверами затворов и выходами микросхемы
    А в чём смысл этого решения?

    ---------- Сообщение добавлено 14:55 ---------- Предыдущее сообщение было 14:48 ----------

    Цитата Сообщение от Александр Котов Посмотреть сообщение
    Почти наверняка ВЧ- мусор лезет во вторичку по земле.
    Я развязывал дросселем:
    http://akotov.narod.ru/autohifi.html
    Штатная схема соединения земель в этом усилителе такая:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Земли.png 
Просмотров:	429 
Размер:	35.1 Кб 
ID:	327428
    Предлагаете удалить конденсатор 220n между первичкой и вторичкой, а вместо резистора дроссель ставить?
    С учетом того, что помеха мегагерцовая, кажется, что это не поможет.

    Цитата Сообщение от Александр Котов Посмотреть сообщение
    Или щуп осциллографа не там стоит - откуда выбросы на 15 вольтовом питании-то? Или наводка на щуп и т.п.
    Нет, всё нормально я там измеряю. Осциллограф с аккумуляторным питанием, а измеряю шумы в питании +/-15В прямо на ножках ОУ.

    ---------- Сообщение добавлено 14:57 ---------- Предыдущее сообщение было 14:55 ----------

    Цитата Сообщение от Yurgen Посмотреть сообщение
    Для уменьшения выбросов например в lt1683 и подобных наоборот делают замедление открытия и закрытия. Правда в этом случае ключи дико греются, но для не сильно больших мощностей можно найти компромис.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20171019_205220.jpg 
Просмотров:	364 
Размер:	2.40 Мб 
ID:	327385
    Осциллограмма под нагрузкой?
    Это похоже на правду. Надо чуть-чуть замедлить закрытие. Вот только за счет чего в моей схеме это сделать?

    Этот выброс при закрытии транзистора укрупненно выглядит вот так (голубая осциллограмма):
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180901_181057_resize.jpg 
Просмотров:	420 
Размер:	232.4 Кб 
ID:	327397
    Основной импульс выброса имеет частоту порядка 1 МГц, а далее затухающая болтанка с частотой около 8 МГц, ну и всё это повторяется с частотой преобразования.
    Вот эти мегагерцы без труда проникают во вторичку и в питание предварика. Именно их (мегагерцовые затухающие пачки) и видно во вторичке.
    Пленка и керамика NP0 в питании предварика не помогают, нужно бороться именно с источником этой помехи - процессом закрытия транзюков.
    Последний раз редактировалось vasvi; 06.09.2018 в 20:45.

  12. #12
    Завсегдатай Аватар для VladimirV
    Регистрация
    09.05.2018
    Адрес
    Voronezh
    Сообщений
    4,808

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от vasvi Посмотреть сообщение
    а далее затухающая болтанка с частотой около 8 МГц,
    При исправном снаббере такого быть не должно. Проверьте еще раз с измерением параметров входящих в него деталей. Именно снаббер снижает скорость переключения ключей. Он исправляет недостатки разводки печати и не слишком низкоомного драйвера ключей. А у Вас все признаки "защелки" ключей из-за эффекта Миллера.

  13. #13
    Завсегдатай Аватар для Yurgen
    Регистрация
    23.05.2005
    Адрес
    Из Замкадья
    Возраст
    52
    Сообщений
    1,518

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Осциллограмма под нагрузкой?
    Это похоже на правду. Надо чуть-чуть замедлить закрытие. Вот только за счет чего в моей схеме это сделать?
    Под это дело нужен специальный контролер. Я делал на lt1683 для ЦАПа, но там ток и мощность меньше гораздо. Результат впечетляющий, после LC фильтра остатки несущей не обнаруживаются осцилографом.

  14. #14
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от VladimirV Посмотреть сообщение
    При исправном снаббере такого быть не должно. Проверьте еще раз с измерением параметров входящих в него деталей. Именно снаббер снижает скорость переключения ключей. Он исправляет недостатки разводки печати и не слишком низкоомного драйвера ключей. А у Вас все признаки "защелки" ключей из-за эффекта Миллера.
    Снабер в моем случае 56R/2.2n.
    Проверил, параметры номинальные. Попробовал увеличить емкость до 33n - выбросы вообще никак не изменились, но сами импульсы немного стали подрезанными.

    ---------- Сообщение добавлено 20:57 ---------- Предыдущее сообщение было 20:40 ----------

    Пытался понять, почему выбросы разные, смотрел что там происходит в затворах мосфетов обоих плеч
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180906_190648_resize.jpg 
Просмотров:	332 
Размер:	213.6 Кб 
ID:	327431Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20180906_191341_resize.jpg 
Просмотров:	302 
Размер:	223.2 Кб 
ID:	327432

    Там где выброс меньше, такое впечатление, что и на затворе напряжение медленнее спадает.
    Т.е. такое впечатление, что действительно нужно попробовать замедлить закрытие транзисторов при сохранении скорости открытия.

    А может дело просто в том, что индуктивность рассеяния полуобмоток разная, вот и энергетика выбросов разная...

  15. #15
    http://akotov.narod.ru Аватар для Александр Котов
    Регистрация
    19.10.2004
    Адрес
    Ленобласть
    Возраст
    54
    Сообщений
    2,914

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от vasvi Посмотреть сообщение
    Вот эти мегагерцы без труда проникают во вторичку и в питание предварика. Именно их (мегагерцовые затухающие пачки) и видно во вторичке.
    Но как? Там же RC-фильтр 270 Ом и 470 мкф! Это исключено. Это либо помеха на щуп с делителем, либо по земле.
    Разный выброс на плечах потому, что кривой трансформатор (а какие еще можно на кольце намотать?) и обмотки имеют разную индуктивность рассеяния.
    Звон на картинке на частоте из-за снабберов. Если их убрать его почти не будет, но пик будет выше и может пробить мосфеты.
    Чтобы отсеять влияние УНЧ на ПН, нужно нагрузить шины питания резистивной нагрузкой на ту же мощность, что и пробовали.
    Можно попробовать отключить снабберы впараллель силовым диодам - они там нах не нужны.

  16. #16
    Завсегдатай Аватар для Walter
    Регистрация
    13.12.2004
    Адрес
    Юг Украины
    Возраст
    46
    Сообщений
    2,560

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    vasvi,
    Я бы уменьшил резисторы с 9 и 10-й ноги ТЛ494 на землю - те, которые обеспечивают запирание драйвера на с546/556 - 10кОм это слишком.
    Вроде как ТЛ-ка умеет по этим выводам до 250мА, при питании в 15В, я бы поставил что-то вроде 470 Ом.

    Ну и эти самые драйверные поменял бы на 0,5-1А, типа 2n2907/2n2222a

  17. #17
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от Александр Котов Посмотреть сообщение
    Но как? Там же RC-фильтр 270 Ом и 470 мкф! Это исключено. Это либо помеха на щуп с делителем, либо по земле.
    Разный выброс на плечах потому, что кривой трансформатор (а какие еще можно на кольце намотать?) и обмотки имеют разную индуктивность рассеяния.
    Звон на картинке на частоте из-за снабберов. Если их убрать его почти не будет, но пик будет выше и может пробить мосфеты.
    Чтобы отсеять влияние УНЧ на ПН, нужно нагрузить шины питания резистивной нагрузкой на ту же мощность, что и пробовали.
    Можно попробовать отключить снабберы впараллель силовым диодам - они там нах не нужны.
    С измерениями шумов и наводок на таких частотах действительно всё непросто. Мегагерцовая помеха ходит по цепям усилителя как хочет, без оглядки на дорожки.
    Измерять её совсем не просто, нужно и щуп маленький использовать и кабель щупа кидать максимально подальше от ПН.

    Уменьшать снаберы мосфетов я не пробовал, пробовал увеличивать (больше емкость, меньше резистор), но это вообще никак не отразилось на этих выбросах.
    Снаберы диодов отключать не рискнул.

    ---------- Сообщение добавлено 11:19 ---------- Предыдущее сообщение было 11:15 ----------

    Цитата Сообщение от Walter Посмотреть сообщение
    vasvi,
    Я бы уменьшил резисторы с 9 и 10-й ноги ТЛ494 на землю - те, которые обеспечивают запирание драйвера на с546/556 - 10кОм это слишком.
    Вроде как ТЛ-ка умеет по этим выводам до 250мА, при питании в 15В, я бы поставил что-то вроде 470 Ом.

    Ну и эти самые драйверные поменял бы на 0,5-1А, типа 2n2907/2n2222a
    10кОм резисторы база-земля драйверных биполярников пробовал уменьшать вплоть до 820 Ом - не повлияло никак. Пробовал параллельно резюкам в затворах мосфетов ставить диоды для ускоренного запирания - выброс стал только больше.
    В общем пришел к выводу, что тут всё как раз наоборот, запирать мосфеты нужно немного дольше, чтоб для накопленной энергии индуктивности рассеяния было время на стекание. Но делать это не рискнул.

    ---------- Сообщение добавлено 11:24 ---------- Предыдущее сообщение было 11:19 ----------

    В общем пока ограничился тем, что в перивчном питании установил низкоимпедансные ВЧ электролиты Jamicon WL - 4шт 2200*35. Это позволило снизить пульсации первичного питания после дросселя в три раза как по основной частоте преобразования так и по "мегагерцовым" всплескам.
    В питании предвариков - добавил пленку прям по ножкам питания каждого ОУ.
    Эти меры немного понизили шумы и наводки.
    Последний раз редактировалось vasvi; 10.09.2018 в 13:20.

  18. #18
    Завсегдатай Аватар для Walter
    Регистрация
    13.12.2004
    Адрес
    Юг Украины
    Возраст
    46
    Сообщений
    2,560

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    vasvi
    Мне кажется, что происходит приоткрывание мосфетов помехами через емкость З-И.
    Для этого нужно как-раз минимизировать сопротивления от затворов и немного прокачать драйвер.
    Грубо говоря, ток от базы драйвера на землю ограничен 10к, при 15 это 1.5мА.
    Даже если усиление транзисторов драйвера 100, то это несчастные 150мА на 4 полевика.
    После уменьшения резистора ТЛ-ки и замены транзисторов драйвера нужно уменьшить затворные резисторы полевиков до вменяемых 10 Ом.

    Если хочется малого dU/dT, то мотыляние вялым драйвером явно не тот способ, обычно это делается снаберами.

  19. #19
    Новичок
    Автор темы
    Аватар для vasvi
    Регистрация
    05.09.2018
    Сообщений
    88

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    Цитата Сообщение от Walter Посмотреть сообщение
    vasvi
    Мне кажется, что происходит приоткрывание мосфетов помехами через емкость З-И.
    Для этого нужно как-раз минимизировать сопротивления от затворов и немного прокачать драйвер.
    Грубо говоря, ток от базы драйвера на землю ограничен 10к, при 15 это 1.5мА.
    Даже если усиление транзисторов драйвера 100, то это несчастные 150мА на 4 полевика.
    После уменьшения резистора ТЛ-ки и замены транзисторов драйвера нужно уменьшить затворные резисторы полевиков до вменяемых 10 Ом.

    Если хочется малого dU/dT, то мотыляние вялым драйвером явно не тот способ, обычно это делается снаберами.
    Я для себя этот процесс понимаю так (может ошибаюсь):
    Мосфет пытается закрыться с большим dU/dT, индуктивность рассеяния транса начинает ещё быстрее выдавать ЭДС самоиндукции (как реакция на уменьшение тока).
    Эта ЭДС через паразитные емкости затвора (эффект миллера, вероятно) опять приоткрывает тразистор (слабый драйвер тому препятствует слабо) и удерживает его в этом состоянии какое-то время.
    Энергия, накопленная в индуктивности рассеяния, сходит на нет, после чего мосфет уже безболезненно закрывается.

    Я пробовал резюки затворов шунтировать диодами (анодом к затвору) и при этом в базе драйверного транзистора уменьшал сопротивление с 10к до 0.82к.
    Сами драйверные транзисторы не менял.
    Всё это привело к росту выбросов. А как иначе? Хочешь - не хочешь, а энергию, накапливаемую в индуктивности рассеяния нужно куда-то сливать.

    Т.е. видимо у разработчиков в этом и была идея - замедлить dU/dT вот таким вот "мягким" драйвером.
    Но идея, на мой взгляд, до логического конца не доведена.
    Эти выбросы имеют спектр 1-10МГц и гуляют по всей плате, не зная преград и границ.

  20. #20
    Завсегдатай Аватар для Walter
    Регистрация
    13.12.2004
    Адрес
    Юг Украины
    Возраст
    46
    Сообщений
    2,560

    По умолчанию Re: Выбросы при закрытии MOSFET ИИП

    vasvi,
    разработчики вполне могли завалить фронты RC-цепочкой между базами драйвера и выходом ТЛ. (резистор последовательно с ТЛ на базы, конденсатор - с баз на землю)
    Это бы дало одинаковую скорость закрывания/открывания, и мощный драйвер все-таки бы более жестко контролировал бы затворы полевиков.

    А тут здоровенные резисторы в затворах, дохлые транзисторы драйвера и микроскопическая его раскачка.
    Диоды не помогли, как мне кажется, из-за того, что драйвер не мог прожевать ток разряда полевиков.

Страница 1 из 3 123 Последняя

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •