Схема фильтра ШИМ регулятора напряжения, управление скоростью вентиляторов... Опции

[sonycman]

Вот доделываю свой реобас для управления скоростью вращения вентиляторов сист. блока компьютера.
Характеристики должны быть примерно Vin = 12v, Vout = 0 - Vin, I = 1A max., 4 канала.
Для регулировки напряжения остановился на импульсной схеме, так как нет необходимости в установке радиатора для регулирующего элемента -> компактность и отсутствие нагрева.


На макетке собирал подобную схему, но вместо микросхемы драйвера обхожусь пока транзисторами.
Частота ШИМ около 30кГц.
Есть определённый недостаток - заметная нелинейность выходного напряжения относительно скважности входных импульсов ШИМ и зависимость от тока нагрузки.
То есть при скважности 50% имеем на выходе все 10 вольт при токе ~100ма.
С повышением тока нагрузки или индуктивности фильтра нелинейность постепенно сглаживается.
С другой стороны - с повышением индуктивности падает макс. выходное напряжение (при скважности 100%)...

В принципе, нелинейность не страшна, её можно скорректировать программно, управляя соотв. образом скважностью.

Ещё (по приходу драйвера) думаю попробовать увеличить частоту ШИМ (макс. до 300кГц) - это должно поспособствовать уменьшению индуктивности и ёмкости фильтра.
На транзисторах с моими знаниями не получается добиться нужной скорости переключения...

Пока что думаю, какое выбрать сопротивление для R36? И нужно ли оно там вообще?
С одной стороны, не хотелось бы иметь многоамперные импульсные токи по питанию (общее от четырёхпинового молекса компьютера для контроллера управления и для силовой части), с другой - нехорошо сильно заваливать фронты на затворе мосфета, тем более при высокой частоте переключения...
И подойдёт ли для этого резистора типоразмер корпуса 1206?

И может стоит установить на выход защитный диод анодом на землю? Всё-таки индуктивная нагрузка, хотя по осциллографу я не наблюдал отрицательных импульсов...

[sonycman]

Лучше тогда поставить диоды и резисторы не на выходы, а на входы - диоды и небольшие ФНЧ обеспечат задержку включения и мгновенное выключение, плюс фронты на выходе будут идеальные...

[Guest_orthodox_*]

плюс фронты на выходе будут идеальные...

А Вы их гляньте... Что-то мне подсказывает, что они и так неплохи...

С N-MOSFET так не прокатит - бутстрепная емкость разрядится и усе.

Это как она сможет разрядиться? Один вывод на земле, другой через диод на питании...Интересно...
Я не пояснил, виноват: HS на землю для того, что при данном напряжении питания бутстреп не нужен вообще, это мы так на "верхний" каскад драйвера просто постоянное питание подаем...

Надо изредка короткими импульсами притягивать HS к земле. Кажется, в архиве апнотов irf была подобная схемка на 555.

Не, та схема просто тупо заряжала бутстрепную емкость, на случай что ее редко коммутируют на землю и основной режим бутстрепа поэтому неэффективен...

Конечно, если мы об одной и той же схеме говорим У меня в той папке столько всего, что лень выбирать....

[sonycman]

А Вы их гляньте... Что-то мне подсказывает, что они и так неплохи...

Я их нарассматривался уже
Затворы: зелёным цветом - п-канал (верхний), жёлтым - н-канал (нижний).



Резисторы параллельно диодам поставил на 470 ом, плюс дальше последовательно ещё на 10 (чтобы не было овершутов - или как там это правильно называется?).
Может быть оставлю и диод шотки параллельно нижнему ключу, с ним поменьше отрицательный овершут...

Это как она сможет разрядиться? Один вывод на земле, другой через диод на питании...Интересно...
Я не пояснил, виноват: HS на землю для того, что при данном напряжении питания бутстреп не нужен вообще, это мы так на "верхний" каскад драйвера просто постоянное питание подаем...

Но ведь верхний ключ - NFET. Чтобы он был открыт, на затворе надо поддерживать положит. смещение относительно истока.
А откуда оно там возьмётся? На истоке будет +12, на стоке тоже. И на затворе +12. Что получится-то?
Транзистор просто не откроется ведь до конца?

[Guest_orthodox_*]

Но ведь верхний ключ - NFET. Чтобы он был открыт, на затворе надо поддерживать положит. смещение относительно истока.
А откуда оно там возьмётся? На истоке будет +12, на стоке тоже. И на затворе +12. Что получится-то?
Транзистор просто не откроется ведь до конца?

А, ччорт... Извините... машинально привязался к схеме с комплементарными...
Стереть бы все, стыдно...

Все тогда, вариант остался с диодами. То, что на затворах нет крутизны - не сильно важно. Отпираться, во первых, быстро там никому и не надо - индуктивность им всем в помощь. А вот закрыться надо побыстрее - тут потери и лежат. Но этот фронт мы и не портим.
И потом, на выходе ключей все будет гораздо резче. Ключи, все-таки.
Шоттки - можно оставить, а вообще-то поглядите время восстановления у паразитного диода - у этих он совсем не такой медленный, я думаю, нан 30, да?Или что-то в этом роде...

PS А чего это на затворах Миллеровской полочки (плато) не видно? У меня она была видна... д/б как раз на пороге открывания...
А может так выглядят как раз вот эти загогулины у начала открывания... тогда на нижнем графике желтая линия - артефакт...
Ну да, как раз порог около 2V , тут и оно... у меня тоже получалось вместо плато чего-то неидеальное...

А резисторы можно похоже поставить по 220 ом, если судить по этим графикам... сквозняка не будет еще...Хотя так спокойнее...

плюс дальше последовательно ещё на 10

Вот это уважаю. Респект. На этих экономить не нужно. У самого затвора всегда ему лучше быть....
В некоторых случаях бывают такие звоны... что и не закроешь

[sonycman]

PS А чего это на затворах Миллеровской полочки (плато) не видно? У меня она была видна... д/б как раз на пороге открывания...
А может так выглядят как раз вот эти загогулины у начала открывания... тогда на нижнем графике желтая линия - артефакт...
Ну да, как раз порог около 2V , тут и оно... у меня тоже получалось вместо плато чего-то неидеальное...

А резисторы можно похоже поставить по 220 ом, если судить по этим графикам... сквозняка не будет еще...Хотя так спокойнее...

Да, действительно, несмотря на пологий открывающий фронт на выходе ключи переключаются очень быстро.
По поводу затворных резисторов - я пробовал померять ток в цепи нижнего мосфета - поставил в разрыв цепи исток - земля резистор (шунт) на 1.5 ома и посмотрел на нём напряжение. Когда параллельно диодам были 240 ом - в момент переключения (выключения верхнего и включения нижнего) на шунте появлялся короткий положительный импульс в 2 вольта, а затем сразу отрицательный - почти в 4 вольта.
То есть сквозной ток мог быть больше 1 ампера.
Поэтому поставил в затворы 470 ом - эти импульсы уменьшились в два с лишним раза...

Транзисторы стоят - комплементарная пара IRF7379.

Причина редактирования: Уменьшение размера цитаты.

[Guest_orthodox_*]

Когда параллельно диодам были 240 ом - в момент переключения (выключения верхнего и включения нижнего) на шунте появлялся короткий положительный импульс в 2 вольта,

Это нормально - еще же и ток затвора туда же течет, он м.б. очень приличным.

а затем сразу отрицательный - почти в 4 вольта.

Возможно, индуктивность как-то не так ведет себя
(это уже ее ток).
Может, насыщается - я таких экспериментов не ставил,
потому что всегда с запасом рассчитываю индуктивности на насыщение.
Но попробовать надо будет, обязательно...

Все-таки проверьте, пожалуйста.

То есть сквозной ток мог быть больше 1 ампера.
Поэтому поставил в затворы 470 ом - эти импульсы уменьшились в два с лишним раза...
Транзисторы стоят - комплементарная пара IRF7379.

Ваша правда. При емкости затвора 0.5 nА получается 200 nS ,
а их еще на 4 делить надо - так что даже увеличить возможно.
Видно, вчера с недосыпа недоглядел чего...


В общем, по всем этим потерям просто надо ориентироваться по холостому ходу -
средний ток и нагрев ключей. Д.б. холодные.

Кстати, об индуктивности - "слишком" большая не помешает, если следить за
насыщением и активным сопротивлением ее.

А со слишком маленькой - реактивный ток будет приличный гулять и постоянно подогревать
транзисторы - причем на среднем токе не сильно отразится , кроме той энергии, что ушла на нагрев
(и потери в сердечнике и меди, ес-но).