Почему в моей схеме светодиодов так много перерегулирования и как его предотвратить?

Я пытаюсь ШИМ 5-метровой светодиодной ленты RGB с микроконтроллером. С этой настройкой:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Я построил его на макетной плате и исследовал сток своим (новым) прицелом и увидел это огромное превышение:

Напряжение стока

Напряжение стока

Почему диод не ловит этот всплеск? Я думал, что 1N4148 будет достаточно быстрым. В качестве источника питания используется импульсный блок питания 12 В 6 А от eBay. Не поэтому ли падение напряжения до 8В?

Вот напряжение затвора:

Напряжение затвора

Напряжение затвора

Похоже, высокочастотные всплески исходят от шины 12 В, вот как выглядит шина питания 12 В:

12v рельсовый шум

Я понимаю, что макеты - это дерьмо для целостности сигнала, особенно потому, что я использовал дрянные длинные перемычки, но я никогда не предполагал, что это будет так плохо.

Так почему же диод не улавливает эти всплески? И как мне их уменьшить? А этот блок питания вообще хрень?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Поставил пару колпачков для развязки по питанию, перерегулирование все равно есть:

Осушать

Я добавил керамический конденсатор 100 нФ на D4, и перерегулирование полностью исчезло:Слив с крышкой

Сейчас это выглядит хорошо, но обратите внимание на 2-й канал (желтый). Это блок питания (который намного чище с развязывающими колпачками). Теперь возникает другой вопрос:

Почему напряжение на стоке составляет всего около 6 В, когда светодиоды выключены?

1n4148 недостаточно быстр, вопрос остается, потому что светодиоды недостаточно индуктивны, чтобы произвести такой всплеск. Я бы указал пальцем на дрянной блок питания, но это всего лишь предположение.
Светодиодная лента имеет длину 5 метров, так что это примерно 10-метровая дорожка. Это должно иметь значительную индуктивность, верно?
@Mike Индуктивность зависит от площади, а не от длины цепи.
Тот факт, что вы можете видеть эти всплески ШИМ на земле и все ваши сигналы, говорит о том, что у вас серьезная проблема с подключением прицела.
@PhilFrost - А для фиксированного разделения проводников (например, светодиодной ленты) площадь пропорциональна длине.
@WhatRoughBeast Даже при длине 5 м для разделения в несколько миллиметров это довольно небольшая площадь. Хотя у него определенно есть некоторая индуктивность, у него также есть некоторая емкость, и он, вероятно, больше похож на линию передачи, чем на индуктор. Я сомневаюсь, что то, что здесь видно, можно полностью (или даже в основном) объяснить индуктивностью светодиодной ленты. Это не объяснило бы, например, звон в источнике питания 12 В, который, если бы у него не было импеданса, был бы идеальным 12 В постоянного тока, независимо от того, какая нагрузка была на нем.
Возможно, было бы лучше задать новый вопрос, а не добавлять новый здесь.

Ответы (2)

У вас нет конденсаторов в блоке питания. Это вызовет проблемы, даже с хорошим источником питания.

Кроме того, «дерьмовые длинные перемычки» и «макет» повсюду создают паразитную индуктивность. Вы увидите скачок напряжения всякий раз, когда ток резко изменится в соответствии с в "=" л д я / д т , где л - это некоторое значение, определяемое дерьмовостью ваших длинных перемычек и петель, образованных вашими макетными соединениями.

Вы также не предоставили подробную информацию о своей настройке измерения. Если заземляющий провод осциллографа находится не очень близко к наконечнику пробника, это вносит еще большую индуктивность в ваше измерительное устройство, и вы будете измерять большее превышение, чем есть на самом деле. При быстром переключении полевых МОП-транзисторов даже индуктивность зажима типа «крокодил», обычно поставляемого с пробником, может быть значительной.

Рискну предположить, что эта проблема не является проблемой, если вы добавите несколько конденсаторов к источнику питания и построите схему с разумной компоновкой с учетом паразитной индуктивности.

может ли паразитная индуктивность вызвать такой высокий (2Vcc) всплеск? Я имею в виду, это то, что мы видим, значит, это происходит, но разве нет других разумных виновников?
Это именно то, что я прошу. Я просто очень быстро собрал эту схему и немного расслабился с длиной провода и колпачками. Может ли быть какая-то другая причина этих скачков?
Похоже, он пытается установить время отключения около 1 нс. Если он начинает со 100 мА, ему требуется всего 20 нГн паразитной индуктивности, чтобы генерировать всплеск 2 В. Довольно легко получить 20 нГн в макетной плате.
Кроме того, если вы добавите индуктивность в щуп осциллографа (обычно подключая землю вдали от измеряемого объекта), то вы измерите большее превышение, чем есть на самом деле.
Я только что посмотрел еще раз, и время выключения может быть больше похоже на 50, чем на 1 нс. Даже в этом случае действительно плохая макетная плата может иметь достаточную избыточную индуктивность, чтобы вызвать проблему такого масштаба.
Как отметил Майк в ответ на вопрос, длина полосы RGB составляет 5 м. Думаю, это решает.
@ThePhoton не забывайте об отсутствии развязывающих конденсаторов. Это испортило бы его, даже без макетного гнезда.
Вы не возражаете против того, чтобы набросать и смоделировать это CircuitLab? Я пытался сделать что-то подобное и до сих пор не могу избавиться от перерегулирования.
@cartonn Кто что рисует? Конденсатор на шинах питания?
@PhilFrost Я не это имел в виду, но оказывается, что пики иногда могут быть артефактами моделирования. Они имеют тенденцию становиться меньше с уменьшением временного шага.

Возможно, это просто проблема измерения. Вы используете хороший зонд x10? Все это может просто звенеть в ваших строках. (Не думаю, что вам нужен D4, он был бы нужен с индуктивной нагрузкой, но не здесь.)

Да, это зонд с 10-кратным увеличением. Мне удалось «поджарить» два мосфета, когда я не использовал D4.
@ Майк Я предполагаю, что проблема не в том, что вы думаете, и D4 маскирует реальную проблему, которая поджаривает ваши МОП-транзисторы.
Привет @Mike, Хм, это странно. Как маленький 1n4148 спасает большой полевой транзистор? Так что, может быть, в 5-метровой струне есть какая-то индуктивность... не могли бы вы добавить к ней немного C параллельно? (С на диодной цепочке.)
Я только что сделал, см. мой отредактированный вопрос.
Отлично, Шалость тогда умудрилась.
Почему в моей схеме светодиодов так много перерегулирования и как его предотвратить?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v