Eu projetei uma PCB (projetada como um bloco de construção de prototipagem) que possui um driver de portão lateral alto e baixo IR2113 que aciona dois MOSFETs de potência IRF3205 (55V, 8mΩ, 110A) na configuração de meia ponte:
Ao testar o circuito com uma carga, descobri que, enquanto o lado baixo muda de maneira bastante limpa, há muito zumbido na saída da meia ponte (X1-2) toda vez que o lado alto liga. Brincar com a configuração do tempo morto da forma de onda de entrada e até remover a carga (um indutor com um resistor de potência em série simulando um conversor síncrono conectado de X1-2 a X1-3) não reduziu esse toque. As medições abaixo foram feitas sem carga conectada (nada em X1-2, exceto a sonda do osciloscópio).
Aparentemente, as indutâncias e capacitâncias parasitas são suficientes para causar isso, mas não consigo descobrir por que o lado inferior funciona tão bem quanto ele. Para mim, as duas formas de onda de acionamento de porta parecem suficientemente limpas, com as tensões transitando a tensão de limite dos MOSFET razoavelmente rápidos. Nenhuma calha de disparo está presente ao alternar. Quais são as possíveis causas do problema e que medidas posso tomar para reduzir os sintomas?
Estou ciente de que existem muitas perguntas muito semelhantes aqui e em outros sites, mas achei as respostas postadas inúteis para o meu problema específico.
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Embora houvesse um capacitor eletrolítico de 2200uF na entrada (X1-1 a X1-3) para suprimir transientes e ruídos, ele claramente falhou em suprimir as altas frequências. A adição de um capacitor de 100nF (como sugerido na resposta de Andy aka) em paralelo com o eletrolítico reduziu o toque na saída (X1-2 ao terra) pela metade e o toque no suprimento (X1-1 ao terra) por um fator de 10.
Respostas:
Tente sondar o trilho da fonte de alimentação. Aposto que você vê esses picos lá. Isso se deve ao comprimento do chumbo entre o suprimento de bancada e os MOSFETs. Claramente, você não o verá no lado inferior do FET, porque seu escopo é referenciado a esse trilho, mas, se você tentar novamente na fonte de alimentação, aposto que sim.
Experimente uma cerâmica de 1uF ou 10uF através dos trilhos de energia, feche os MOSFETs.
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Supondo que você tenha passado pelo desvio do trilho de suprimento, como Andy disse, e você diminuiu a velocidade do portão, aumentando o R1 R7 e fazendo algo para acelerar o desligamento mais rápido do que ligar. Se ele ainda tocar, ainda há duas coisas a serem tentadas: você pode colocar diodos de 60V no DS dos fets e colocar snubbers RC no DS de cada FET.
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Eu acho que Andy também conseguiu a resposta, mas queria esclarecer que o toque é causado pela indutância dos fios que levam aos FETS e pela capacitância de porta dos FETs. Isso cria um circuito LC que ressoa com uma frequência baseada na indutância e capacitância do seu circuito. Geralmente, o efeito é reduzido usando resistores de amortecimento e reduzindo o comprimento do fio o máximo possível.
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Reduza o resistor do lado alto para 22E. Isso provavelmente corrigirá o problema. Isso costuma ser causado pela troca dos Mosfets por HARD, eu tive que aprender da maneira mais difícil.
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