Резонанс в ШИМ-контроллере

[Гость Tipchic]

Здравствуйте. )

 

 

Сделал контроллер ШИМ на основе N555. Типовая схема из интернета.

Сделал для нее LC фильтр. (100мкГн, 4000мкФ).

Частота ШИМ ~90кГц.

 

 

В одном положении резистора помеха по питанию 40мВ. Чуть повернуть и уже 300мВ. Еще чуть повернуть и он опять 40мВ. И так во всем диапазоне он прыгает от 30 до 350мВ много раз.

 

Помеха в виде затухающего колебательного процесса с частотой 27МГц. (возникает с частотой ШИМа)

Весь процесс укладывается в 100нс.

 

 

Помогите пожалуйста понять что это может быть и как с этим бороться?

Хотя бы направление.

Что можно почитать на данную тематику?

[Yamazaki]

Никита, думаю, дело в неидеальности характеристик деталей. Конденсатор, тем более такой большой емкости как 4000мкФ, имеет паразитную индуктивность и сопротивление. На очень коротких временных промежутках он ведет себя совсем не как конденсатор. Попробуйте его зашунтировать керамикой на несколько микрофарад (как можно ближе к генератору) и посмотреть, что из этого получится.

 

Да, не худо бы на схему взглянуть.

[Гость Tipchic]

Керамики на несколько микрофарад у меня нету. (

 

Пробовал шунтировать пленочным 2.2μF

Пробовал керамикой на 5х 0.1μF.

Реакции не заметил.

 

 

Пробовал другие частоты, от 6кГц, до 150кГц. (подбором конднсаторов для 555)

Эффект резонанса сохраняется. За то помех по питаню больше в разы (по площади), и размах больше.

 

 

Добавление еще 4000μF к имеющимся снижает пульсации процентов на 15.

 

Наберите в поиске "ne 555 pwm". Выдаст кучу одинаковых схем.

 

Форум на ссылки ругается... .

Изменено 3 Января, 2014 в 15:05 пользователем Tipchic

[metrolog]

Наберите в поиске "ne 555 pwm". Выдаст кучу одинаковых схем.

По запросу выскакивают регуляторы частоты вращения двигателя, но там нет ни дросселей, ни конденсаторов на 4000мф.

 

Чтобы ссылка прошла нужно поставить перед ней какой нибудь знак: =, -, _ или др.

[Yamazaki]

В любом случае, схема реального устройства не соответствует принципиальной, т.к. есть неучтенные эффекты. Печатка - тоже часть схемы.

Что является нагрузкой? Куда именно подключен фильтр? Короче, схему давайте. Фотографию монтажа тоже, если возможно.

 

Чтобы прицепить ссылку, уберите оттуда http

Чтобы прицепить изображение, жмите кнопку "расширенная форма" внизу, там есть загрузка файлов.

Изменено 3 Января, 2014 в 15:29 пользователем yamazaki

[Гость Tipchic]

По запросу выскакивают регуляторы частоты вращения двигателя, но там нет ни дросселей, ни конденсаторов на 4000мф.

Я же в первом посте пояснил, что сделал LC фильтр. Самый обычный Г-образный.

 

 

Печатка - тоже часть схемы

Все самое минимальное. Печатка, провода.

Эффект сохраняется на любых частотах, так что это лишнее.

 

Что является нагрузкой? Куда именно подключен фильтр? Короче, схему давайте.

Много компьютерных вентиляторов. Фильтр стоит до мосфета, на входе т.е.

Схема платы.

schematiccircuit.com/wp-content/uploads/2013/07/Rangkaian-Driver-Motor-DC-PWM-Sederhana-300x156.gif

Схема фильтра.

intechopen.com/source/html/43396/media/image23_w.jpg

[metrolog]

Много компьютерных вентиляторов.

Типовая схема регулятора хорошо работает с активной нагрузкой и коллекторными двигателями, для компьютерных вентиляторов нужно собирать что то наподобие этого:

 

Изменено 4 Января, 2014 в 09:17 пользователем metrolog

[Yamazaki]

фильтр в питании стоит? Или после ключа на нагрузку подключен?

[Гость Tipchic]

metrolog, ну сейчас уже поздно, сделал. Хочется выдавить из схемы максимум.

Мне принципиально интересно, можно ли выявить причину того, что помеха то больше, то меньше?

И можно ли ее как то срезать, ведь она получается такой узкой, всего 100нс с периодичностью в 13мкс.

yamazaki, Катушка на плюсе разумеется. Вентиляторы плюсом к ней, минусом к мосфету.

Попытки внедрения дополнительных индуктивностей приводят к значительному росту пульсаций.

[Yamazaki]

Добавление еще 4000μF к имеющимся снижает пульсации процентов на 15

Речь идёт о 27 МГц, на этих частотах емкость такого номинала никакого влияния не оказывает, а вот дополнительная индуктивность добавленного конденсатора влияет. На этих частотах из электролитических работают только небольшие OSCON, или с твердым диэлектриком из материнских плат, или танталовые.

 

Не думаю, что такая сильная помеха производится самой 555. Можно её пока отбросить из рассмотрения.

Есть транзисторный ключ и комплексная нагрузка. Нагрузка ведь тоже может отдавать энергию в виде импульсов в питание. А тут куча вентиляторов, каждый - со своей электроникой внутри. И провода, которые к ним идут, со своей емкостью и индуктивностью. В общем, можно очень долго искать, какая неучтенная емкость с какой неучтенной индуктивностью взаимодействует...

Проще отвязать нагрузку от фильтра, чтобы все ВЧ дела оставались в регуляторе и на нагрузку на уходили.

 

Предлагаю сделать так:

   Поскольку потребление пульсирующее, в питании нужно предусмотреть возвратные пути для токов от постоянного до мегагерц. Вешаем (в порядке удаления от ключа) 0.02μF керамику, какой-нибудь lowESR электролит на 16в ~220 μF, электролит 1000мкФ. Всё коротко и компактно

   Нагрузку подключить через сглаживающий фильтр. Катушки взять минимальных габаритов из тех, что подходят по номиналу и току насыщения. У них паразитные параметры наилучшие. Конденсатор тоже из керамики и Low ESR составить. На все сопли надеть ферритовые колечки. Резонансы должны поутихнуть.

[Гость Tipchic]

yamazaki, уточните пожалуйста точки "крепления" конденсаторов.

Один контакт между выходом мосфета и входом вентиляторов. Второй на плюс или на землю?

Если на плюс то до катушки или после?

Изменено 3 Января, 2014 в 17:12 пользователем Tipchic

[Yamazaki]

На словах долго объяснять, и никто ничего не поймёт. Поэтому схема!

Номиналы плюс-минус километр)

 

В одном положении резистора помеха по питанию 40мВ. Чуть повернуть и уже 300мВ. Еще чуть повернуть и он опять 40мВ. И так во всем диапазоне он прыгает от 30 до 350мВ много раз.

Если мне не изменяет память, у ШИМ генератора на 555 меняется не только скважность, но и частота, поэтому такой прикол.

Изменено 3 Января, 2014 в 17:54 пользователем yamazaki