¿Cómo reducir el ruido causado por el controlador MOSFET?

Estoy tratando de obtener un voltaje de +/- 12V y +/- 5V en mi placa. Recibo mucho ruido en el lado primario y también lo lleva al lado secundario. Estoy manejando el MOSFET con una señal PWM de 100 KHz del microcontrolador. Estoy pensando que la fuente de ruido es la conmutación MOSFET. El esquema es como se muestra a continuación.Esquemático

Tengo una señal PWM de 3,3 V del controlador, pero en la puerta MOSFET tengo un voltaje de -0,8 a 2,5 V, pensando que no es suficiente para abrir por completo. Si elimino el condensador C96 y agrego una resistencia de 50 ohmios, puedo ver una señal de 0 a 3.3 V en la puerta. Todavía tengo ruido en el lado primario y también aumenté el condensador C98, C99 a 1nF.

También aparece ruido en el suelo y el mismo ruido está afectando la señal PWM en el microcontrolador. No tengo ideas sobre cómo eliminar ese ruido. Cualquier sugerencia puede ser apreciada.

Traté de agregar algunas tomas de osciloscopio ya que no tengo reputación en este sitio, así que no puedo actualizar.

el cambio es como si un MOSFET estuviera APAGADO mientras que otro estaba ENCENDIDO, ambos MOSFET nunca ENCENDIDO a la vez.

Algunas tomas de osciloscopio

Señal amarilla en la puerta MOSFET y azul es tierra

La señal de Ellow es PWM en el pin del microcontrolador y el azul está conectado a tierra en el MOSFET.

He agregado una resistencia de 250 ohmios entre la compuerta MOSFET y la compuerta NAND IC31 quitando el capacitor C96, C97 y la red de resistencia de diodo. significa que di una señal PWM directa después de la puerta NAND. Obtuve menos ruido, pero aún hay ruido, a continuación se muestran las tomas de alcance.Ruido y señal lateral primaria Señal de puerta y señal del lado primario

Tengo un ruido en la señal también en tierra, ¿puede ser alguna corriente flotando en el tablero que está causando ruido?

¿Por qué están C96 y C97 allí? Simplemente manejaría las puertas directamente desde IC31 e IC32.
¿Cómo evita disparar (ambos mosfets se encienden durante unos nanosegundos)?
En cuanto al ruido: para los convertidores conmutados, el ruido y la ondulación son una realidad, no se pueden evitar. El filtrado ayuda, veo límites de 100nF en la salida, ese es un valor muy pequeño. Usaría 10 uF en paralelo con cada 100 nF. Tal vez se necesite una bobina/estrangulador en serie con los 4 diodos.
Solo está rectificando media onda cada uno de los voltajes de salida del transformador. los diodos adicionales reducirán significativamente la ondulación en todas las salidas. + condensadores de salida más grandes como dice FakeMoustache.
Sin embargo, puede vincular a imágenes externas. Cargue (tomas de alcance, etc.) en imgur.com y enlace a ellas.
La depuración de un SMPS a través de Internet es una tarea bastante inútil, porque muchas cosas físicas son importantes como el diseño. Sin embargo, todavía tengo que ver un buen convertidor push-pull, de medio puente o flyback que no tenga un inductor en serie en el secundario además del transformador. ¿Puedes compartir tus ecuaciones de diseño aquí?
@FakeMoustache Ya he agregado 10 uF en paralelo con un capacitor de 100nF, pero me lo perdí en el esquema que publiqué.
@Andyaka La mayoría de los microcontroladores con más de una salida PWM tienen "bandas muertas programables" para evitar problemas como los disparos.

Respuestas (2)

1) No encienda un mosfet mientras el otro no esté completamente apagado. No solo la resistencia de 250 ohmios: agregue algo de tiempo muerto (tiempo en el que ninguno de los mosfets está encendido) en su firmware, si puede;

2) Agregar este tiempo muerto quizás lo obligue a aumentar los capacitores de salida. Y estoy de acuerdo con FakeMoustache en que necesita valores más grandes de condensadores de salida que 100nF;

3) Los inductores de valor muy pequeño (nuevamente, como comentó FakeMoustache) más de una vez hicieron milagros contra los ruidos de salida de mis SMPS. Puede comenzar con 1uH. Si desea probar valores muy altos de inductores, preste atención a la frecuencia de resonancia propia (SRF): me gusta usar al menos 10 veces la frecuencia de ruido;

4) Sugerencia (si aún no lo está haciendo): asegúrese de medir el ruido muy cerca de la salida (y sin el clip de tierra del osciloscopio), para estar más cerca de su valor real y corregir comparaciones durante las pruebas;

5) Quizás no cambie el ruido de salida (pero sí en el circuito general), pero no puedo evitar mi voluntad de escribirle para agregar un inductor en lugar de R99 y cerca de él uno 100nF en paralelo a un 10nF ( conectado a +10Vin y tierra). Esto puede atenuar el ruido conducido al +10Vin que experimentará.

Atentamente

Algunas formas de reducir el ruido en un SMPS:

-Seleccione frecuencias de conmutación más bajas, pero esto aumentará el calor generado en los mosfets y reducirá la eficiencia.

-Seleccione el capacitor correcto (ESR bajo y baja inductancia) para ponerlo en paralelo con el mosfest para reducir el timbre (busque "timbre" en fuentes de alimentación de modo conmutado si desea obtener más información).

Parte del ruido que obtiene en su alcance puede estar llegando allí a través de la emisión. Puede poner su sonda en un bucle y acercarse al circuito, solo para verificar... Pero tenga en cuenta que siempre habrá algo de ruido.

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