Rücktritt mit externem Mosfet - warum starke Stromstöße?

Ich habe diese Schaltung gebaut, die Ströme bis zu 20 Ampere liefern soll (wenn alles andere funktioniert ...). Der Zweck besteht (eventuell) darin, eine Konstantstromquelle (im Gegensatz zu einer Konstantspannungsquelle) aufzubauen, die zum Eloxieren von Aluminium verwendet wird. Um den Strom konstant zu halten, sehen Sie sich den alternativen Rückkopplungspfad mit einem Shunt und einem Instrumentenverstärker an. Aber legen Sie das für den Moment beiseite.

Lassen Sie die Eingangsspannung 19V betragen und halten Sie den Spannungsteiler variabel (mit einem Poti). Laden Sie ca. 4 Ohm.

Das Problem: Einige Ausgangsspannungen funktionieren einwandfrei, dh die Spannung bleibt konstant und der Strom (von der Quelle bezogen) ist wie erwartet. Andere Spannungen erzeugen jedoch ein seltsames Phänomen: Der Umschalter ist eingeschaltet (dh Mosfet ist fast immer eingeschaltet), so dass der Strom über viele Zeiträume ansteigt (die Spannung am Rückkopplungsstift liegt weit über der Referenzspannung) und führt zu a Starker Stromstoß, der zu einer Strombegrenzung meiner Spannungsquelle und einem Spannungsabfall führt. Der Umschalter schaltet sich aus und der Strom geht zurück. Dies wiederholt sich einige Male pro Sekunde.

Hier haben Scope-Aufnahmen, wenn sie gut und schlecht sind, (rechtzeitig) vergrößert und verkleinert: Dies ist in Ordnung, spannungsstabil. Das Signal vom vorherigen Bild wurde vergrößert. Achtung, das gelbe Signal wird am Eingang des Mosfets gemessen und ist daher invertiert (niedrig = Mosfet ein). Hier tritt das Problem auf. Die Spannung am Rückkopplungsstift steigt weit zu hoch an (beachten Sie unterschiedliche Volt / Div) und die Versorgungsspannung fällt ab (am gelben Signal zu sehen). Wieder ein Zoom des schlechten Signals.

Warum tritt das auf?

Als nächstes stelle ich einige zusätzliche Informationen zur Verfügung, die möglicherweise benötigt werden.
L = 60 uH
C Einige tausend uF
Mosfet-P-Kanal-
Wandler waren LM2576 und MC34063 (Scope Shots für letztere) mit im Grunde den gleichen Ergebnissen.

(Ich habe vergessen, den Pull-up-Widerstand an der Basis von T1 zu ziehen.)
Die seltsam aussehende Verwendung eines Transistors, der um eine Diode gewickelt ist, besteht darin, die Gate-Kapazität schneller zu entladen (stellen Sie sich vor, der untere Transistor T2 schaltet sich aus, dann wird die Basis von T1 sofort hochgezogen, während Die Gatekapazität ist niedrig -> T1 schaltet sich ein und zieht das Gate mit niedrigem Widerstand hoch. Das scheint in Ordnung zu sein.

(Ich habe auch vergessen, eine beschleunigte Schottky-Diode für T2 zu zeichnen, aber sie ist da, versprochen :-))

Eine optionale Folgefrage: Bei Verwendung der oben genannten Shunt-Schaltung tritt immer das gleiche Problem auf und es wird kein vorhersehbares Verhalten beobachtet.

Bearbeiten: Es gibt auch große Eingangskondensatoren. Es tut mir leid, dass ich die Hälfte der Teile vergessen habe. Ich habe den Schaltplan schnell skizziert. Mit Eingang meine ich Gate, von dem die gelbe Spur stammt. Wenn Sie eine Oszilloskopaufnahme am Ausgang des Mosfet machen, sehen Sie dasselbe Ein- und Ausschaltsignal plus Klingeln, nachdem der Strom abgenommen hat, sodass die Diode eher zu einem Kondensator wird.

Wenn Sie ein Projekt starten, stellen Sie einfach einige Parameter ein, ohne vorherzusehen, welche Entscheidungen Sie später begründen müssen. ZB habe ich lange gebraucht , um mich auf den benötigten Induktor zu konzentrieren und ihn zu entwickeln, da dies der entscheidende Teil (zu dem Zeitpunkt, als ich anfing) zu sein schien Buck Converter schien einfach nicht so entscheidend zu sein.

Außerdem ist mein Layout ein Chaos, weil ich bis jetzt viele Änderungen vorgenommen habe. Gib mir etwas Zeit zum Aufräumen.

Ich bin erstaunt, dass es überhaupt funktioniert.

Sie haben die wichtigste Komponente eines Buck-Konverters komplett weggelassen, natürlich funktioniert sie nicht.

Wo sind deine Eingangskondensatoren?!

Ihre Spannungsquelle (vermutlich ein Labornetzteil, da Sie das Auslösen der Strombegrenzung erwähnen) sollte sich nicht einmal um die Stromspitzen kümmern, da der gesamte Strom von Ihren kräftigen Eingangskondensatoren kommen sollte, die so nahe wie möglich an der Anode des angeschlossen sind Schaltdiode und Quelle des P-Kanal-Fets.

Das Gelb ist der Eingang des Mosfets? Sie sollten nicht in der Lage sein, durch Messen des Eingangs zu erkennen, wann der MOSFET ein- oder ausgeschaltet ist, da Ihre Eingangskondensatoren die Spannung aufrechterhalten. Sie versorgen dies direkt über Ihr Labornetzteil ohne Eingangskapazität, nicht wahr?

Buck-Regler arbeiten, indem sie große, aber kurze Mengen an Eingangsstrom ziehen. Sie müssen verstehen - MOSFETs geben dV / dT-Anstiegs- und Abfallzeiten an, von denen der alte, langsame und schreckliche LM2576 nicht einmal weiß, dass sie möglich sind. Sie benötigen einige feste Keramikkondensatoren, die Millimeter (wie einstellige Zahlen) vom MOSFET-Eingang und der Diodenanode entfernt sind. Sie benötigen auch einige schöne und mollige Elektrolyte in der Nähe der Keramik, um den Energiespeicher bereitzustellen, den Sie benötigen. Die Eingangswelligkeit am MOSFET sollte unter 80 mV liegen. Mehr als das, und Sie werden wahrscheinlich den Welligkeitsstrom eines Elektrolytkondensators am Eingang überschreiten, unabhängig davon, wie groß er ist - selbst bei 52 kHz sind viele Elektrolytkondensatoren im Wesentlichen resistiv und werden nur durch die Welligkeit heiß. Reduzieren Sie es jedoch mit Keramik auf 80 mV und sie sollten sicher sein.

Außerdem wird dieser Regler intern kompensiert, sodass er wahrscheinlich die schlechteste Wahl für das ist, was Sie tun möchten. Selbst wenn die korrekte Entkopplung des Eingangs Ihrer Schaltung das erste Problem löst, wäre ich nicht so hoffnungsvoll, wenn es mit Ihrem eingebauten Instrumentenverstärker funktioniert. Ein ganz langsamer Instrumentenverstärker, der in Ihre Rückkopplungsschleife eingepfercht ist, wird zerquetschen Der kleine Phasenabstand, den der LM2576 noch hatte, wird nur ein verherrlichter chaotischer Oszillator sein. Und Sie können nichts dagegen tun, da der Ausgang des Fehlerverstärkers nicht auf den Frequenzkompensationsstift aufgeteilt ist und Sie nichts zur Stabilisierung tun können.

Außerdem ist dieser Regler alt, teuer, langsam, schrecklich und der einzige Grund, warum Sie ihn verwenden, ist, dass Sie dieselbe alte Schaltung online gefunden haben. Es ist keine sehr gute Schaltung, besonders für Ihre Anwendung. Ich würde empfehlen, einen echten Buck-Controller-Chip zu kaufen, der nicht hergestellt wurde, als die meisten Leute DFÜ-Internet hatten. Im Ernst, wenn der LM2576 eine Person wäre und in Ohio lebte, ist er alt genug, um zu wählen.

Sie verwenden bereits ein diskretes Durchgangselement - den PMOS-Transistor. Nur verwenden Sie es mit etwas, das niemals für diese Weise entwickelt wurde. Sie tun also buchstäblich das, was Sie sowieso mit einem richtigen Controller tun müssten, und machen es sich nur viel schwerer. Darüber hinaus verfügen moderne Steuerungen über die integrierten Funktionen - Konstantstrom- und Konstantspannungsregelung -. In der Regel gibt es Schaltpläne, die Sie für Ihre Anwendung unverändert kopieren können. Dieser Welpe könnte ein einfacher Chip sein, in den ich von oben schauen kann.

Auch ein Foto Ihrer physischen Schaltung wäre hilfreich. Dies ist die wichtigste Information beim Umgang mit Umschaltern. Weitaus wichtiger als der Schaltplan. Beide sind natürlich optimal, aber wenn Sie uns nur den Schaltplan oder das Layout geben könnten, ist das Layout die bessere Wahl.