मेरे 12V रेल को प्रदूषित करने वाले सर्किट से शोर का मुकाबला कैसे करें?

Question

मैंने 12V डीसी प्रशंसक के लिए एक नियंत्रक बनाया। यह मूल रूप से वोल्टेज द्वारा नियंत्रित एक बक डीसी-डीसी कनवर्टर है। यह 3V से पंखे के लिए वोल्टेज को नियंत्रित करता है (सबसे कम गति, प्रशंसक 60mA @ 3V) से 12V (पूर्ण गति, प्रशंसक 240mA @ 12V) को खींचता है। यह नियंत्रक अच्छी तरह से काम करता है, यह अपेक्षा के अनुसार प्रशंसक गति को नियंत्रित करता है। मैंने कुछ फ़िल्टरिंग करने की कोशिश की लेकिन अभी भी कुछ महत्वपूर्ण शोर मेरे 12V रेल को प्रदूषित कर रहा है। इसे कम से कम कैसे करें?

यहाँ मेरा सर्किट है:

SW_SIGNAL सिर्फ PWM सिग्नल है, जहां अन्य सर्किट द्वारा ड्यूटी चक्र निर्धारित किया जाता है।

समस्या बिंदु ए पर है। इंडक्टर एल 1 उस शोर को फ़िल्टर करने के लिए है, यह काम करता है लेकिन इतना अच्छा नहीं है जितना मुझे उम्मीद है:

बिंदु B पर संकेत:

तो शोर 0.6V करने के लिए नीचे 6V पीपी से कम है पीपी। लेकिन 0.6V विशाल शोर है।
यह हिरन कनवर्टर के संचालन से संबंधित है, न कि पंखे से। मैं एक 47Ω 17W बाधा के बजाय प्रशंसक डालने की कोशिश की और शोर अभी भी वहाँ है। मैं सबसे छोटी वसंत संपर्क के साथ गुंजाइश जांच का उपयोग कर पाश कम करने के लिए किया गया था।
केवल 100% पीडब्लूएम ड्यूटी चक्र होने की स्थिति में शोर दूर हो जाता है, जो स्पष्ट है, क्योंकि 100% पीडब्लूएम स्विच करना बंद कर देता है।

मेरे द्वारा उपयोग किए जा रहे संकेतक:

अद्यतन:
यह लेआउट (ऊपरी भाग हिरन कनवर्टर है, बाईं ओर प्रशंसक कनेक्टर, दाईं ओर 12V पावर इनपुट): मैंने जेनेरिक इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग किया। मेरे पास उनके लिए कोई डेटाशीट नहीं है।

मैंने C1 और C3 में 10uF सिरेमिक कैपेसिटर जोड़े हैं।
मैंने R2 का मान 0Ω से बढ़ाकर 220 increased कर दिया है।
US1G से SS12 में D4 बदला गया। मेरी गलती, मैंने मूल रूप से US1G का उपयोग किया।
और शोर 10mV के नीचे चला गया (प्रशंसक के बजाय अवरोधक का उपयोग किया गया था)।

बिजली-अवरोधक के बदले मैंने पंखा लगाया:

UPDATE2:
मैं अपने सर्किट में 130kHz स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी का उपयोग कर रहा था। और वृद्धि / गिरावट समय 10ns थे।

पीला ट्रेस = स्विचिंग ट्रांजिस्टर Q2 का गेट।
ब्लू ट्रेस = Q2 की ड्रेन (10ns वृद्धि समय)।

मैं 28KHz करने के लिए आवृत्ति बदल (मैं इस परिवर्तन के कारण बड़ा प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करने की आवश्यकता होगी), और वृद्धि वृद्धि / 100ns (मैं 1kΩ के लिए बाधा R2 के मूल्य में वृद्धि से यह हासिल की) करने के लिए कई बार गिर जाते हैं।

शोर कम होकर 2mV पीपीपी हो गया।

Comments

कृपया लेआउट की एक तस्वीर पोस्ट करें, कैपेसिटर केवल एचएफ फ़िल्टरिंग में प्रभावी होते हैं यदि उनका अधिष्ठापन कम है, जो लेआउट पर बहुत कुछ निर्भर करता है। इसके अलावा, कृपया कैप्स के लिए एक

— डेटशीट दें

@peufeu मैंने उन अपडेट को जोड़ा है।

— चुप्पाब्रास

साइड सवाल, क्या आप उपयोग कर रहे हैं कैड सॉफ्टवेयर?

— सीनू

@ S8787 यह KiCad है

— Chupacabras

उस पर Olde स्कूल ऐड मदद कर सकता है। विन से कैप तो दो श्रृंखला आर, भूमि पर zener जेनर भर में टोपी के चरणों ground_in करने के लिए। विन के साथ जुड़े ग्राउंड को विन / ग्राउंड लूप न्यूनतम के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। दूसरा जेनर पहले की तुलना में थोड़ा छोटा है। आप निश्चित रूप से प्रत्येक श्रृंखला R / zener में कुछ विन खो देते हैं, इसलिए आप पूर्ण आपूर्ति का उपयोग नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए TL431 या समान का उपयोग करने से सटीक ज़ेनर वोल्टेज की अनुमति मिलती है। हमने टेलिविज आइकॉन्सेस के माहौल में इतने लंबे समय पहले 50 वी से मिस-इन शोर से निपटने के लिए उपयोग किया था - आपके मामले में यह पीछे की तरफ काम करता है लेकिन उपयोगी रूप से मदद कर सकता है। आसानी से लैशअप रूप में देखने की कोशिश की कि क्या उपयोग करने लायक है।

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

1000uF कैपेसिटर C1 और C3 ऐसे उच्च आवृत्ति स्विचिंग ट्रांजिस्टर को बहुत अच्छी तरह से संभालने में सक्षम नहीं हो सकते हैं । बड़े मूल्य के कैप में हमेशा बहुत खराब उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया होती है।

मेरा सुझाव है कि 47 - 220 यूएफ के कम ESR कैपेसिटर के साथ 1000uF को बदलने की कोशिश करें और देखें कि यह कैसे जाता है। शायद दोनों के समानांतर एक सिरेमिक कैपेसिटर (100 nF - 470 nF) भी रखें ।

मैं इस वीडियो को डेव के EEVBlog बाइपास कैप के बारे में देखने का सुझाव देता हूं , हालांकि आपकी स्थिति बिल्कुल नहीं है, इस वीडियो में बताए गए कैपेसिटर की गैर- आदर्शताएं भी आपकी समस्या पर लागू होती हैं।

Comments

एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक के बजाय टैंटलम कैपेसिटर यहां इस्तेमाल हो सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, ब्रूट-फोर्स दृष्टिकोण अपनाएं: जब तक शोर नहीं चलेगा तब तक परिमाण के घटते क्रम में समाई जोड़ते रहें। 100uF, 10uF, 1uF, 100nF, ...

— बहुपत्नी

मैंने C1 और C3 में सिरेमिक 10uF जोड़ा है, इसने बहुत मदद की। बस इस बदलाव से शोर कम हुआ 600mV पीपीपी से 50mV पीपी तक

— चुपाकाबास

अति उत्कृष्ट! अब आप जानते हैं कि उन 1000uF कैप कितना खराब हैं जो उच्च आवृत्तियों पर और दालों को दबाने पर हैं।

— बिमपेलरेकी

जैसा कि मैंने पिछली टिप्पणी में लिखा था, वैसे कैप में शोर कम नहीं हुआ। मैं भूल गया कि मैंने कैप्स जोड़ने से पहले डी 4 को बदल दिया था। यह अजीब है क्योंकि मेरे पास वहां US1G था। शोर था 600mV। फिर मैंने इसे एसएस 12 में बदल दिया, और शोर घटकर 100 मीटर हो गया। उसके बाद मैंने कैप जोड़े, और शोर घटकर 43mV हो गया। मुझे उम्मीद नहीं थी कि डायोड परिवर्तन से ऐसा अंतर हो सकता है।

— Chupacabras

SS12 एक (बहुत स्पष्ट) डायोड है। फास्ट स्विचिंग हमेशा अधिक सहज संकेतों का परिचय देता है। विभिन्न कैपेसिटर का उपयोग करना या जोड़ना अभी भी एक अच्छा विचार है। हो सकता है कि आपके 10uF कैप कम ESR न हों इसलिए वे उच्च आवृत्तियों के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

— 13

Answer 2

आप R2 का मान बढ़ाने का प्रयास कर सकते हैं। यह गेट पर dV / dT को कम कर देगा और किनारों को धीमा कर देगा जब mosfet स्विच करेगा। 10 ओम आमतौर पर शुरू करने के लिए एक अच्छी जगह है, लेकिन आपको प्रयोग करना पड़ सकता है।

Comments

हालांकि यह एक अच्छा सुझाव है, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि स्विच करते समय बिजली की अपव्यय के कारण MOSFET ज़्यादा गरम न हो।

— Manu3l0us

हां, इससे शोर को कम करने में मदद मिली। मुझे Q2 के तापमान की जांच करनी है।

— चुपाकाबास

मैंने इसका परीक्षण किया, मैंने इसे 30 मिनट तक चलाना छोड़ दिया। Q2 अभी भी ठंडा है, बिल्कुल गर्म नहीं है। तो यह ठीक होना चाहिए :)

— चुप्पाब्रास

Answer 3

आपके पीसीबी लेआउट अपडेट के बाद अन्य उत्तरों को जोड़ना:

एक कम समतल मैदान बनाने के लिए एक ग्राउंड प्लेन के बिना, "जीएनडी" लेबल वाले प्रत्येक ट्रैक में 1 मिमी चौड़े ट्रैक के लिए लगभग 7nH / सेमी काफी उच्च प्रेरण होगा।

इस प्रकार कैप्स एचएफ को छानने में अक्षम होते हैं, क्योंकि छोटे प्रवर्तक (जिन्हें निशान के रूप में भी जाना जाता है) कैप के साथ श्रृंखला में होते हैं, जिससे उनके एचएफ प्रतिबाधा में वृद्धि होती है। एक SMD सेरेमिक कैप में इलेक्ट्रोलाइटिक की तुलना में बहुत कम इंडक्शन होता है, जादू के कारण नहीं बल्कि सिर्फ इसलिए कि यह छोटा है, इसलिए यह एचएफ डिकॉउलिंग में बेहतर होगा ... हालांकि निशान का इंडक्शन अभी भी श्रृंखला में है।

इसके अतिरिक्त, चूंकि आपके जीएनडी में फास्ट डि / डीटी धाराएं हैं, इसलिए जीएनडी निशान के साथ संभावित सभी जगह अलग-अलग होंगे। याद है:

e = L di / dt

di = 100mA, dt = 20ns (फास्ट स्विचिंग FET), L = 6nH प्रति सेमी, इस प्रकार e = लगभग 50mV प्रति 10nH ट्रेस इंडक्शन ... बिल्कुल "कम-शोर" नहीं।

... इस प्रकार ऐसे पीसीबी पर बिना ग्राउंड प्लेन के, जब वसा उच्च धाराओं में शामिल होता है, तो आमतौर पर कुछ भी मापना असंभव होता है, क्योंकि जहां आप जमीन की जांच करते हैं, उसके आधार पर सिग्नल का आकार बहुत बदल जाएगा।

जैसा कि आपने देखा, समाधान के साथ शुरू करने के लिए योरू सर्किट में किसी भी एचएफ और उच्च डी / डीटी धाराओं का समाधान नहीं है, और यह एक अवरोधक के साथ एफईटी स्विचिंग को धीमा करके प्राप्त किया जाता है।

यदि आपका PWM काफी धीमा है (कहते हैं, 30 kHz) स्विचिंग नुकसान वैसे भी बहुत कम होगा।

इससे फैन तारों में उच्च डि / डीटी दाल नहीं भेजने का अतिरिक्त लाभ होता है, जो उन्हें एंटेना के रूप में कार्य करने से रोकता है और सभी जगह शोर को कम कर देता है, जो कि एक वाइडबैंड रेडियो जैमर बनाने का एक शानदार तरीका होगा ...

यह भी मत सोचो कि L3 और C5 कुछ भी करेंगे: इन प्रेरकों की स्व-अनुनाद आवृत्ति आमतौर पर काफी कम होती है (डेटाशीट की जांच करें) जिसका अर्थ है कि ब्याज की शोर आवृत्तियों पर, वे कैपेसिटर हैं। इसके अलावा आपका 100 yourF आउटपुट कैप एक प्रारंभ करनेवाला है। और सभी निशान प्रेरक हैं, विशेष रूप से जमीन, जिसका अर्थ है कि आउटपुट "जीएनडी" पर वोल्टेज 0 वी नहीं है, लेकिन कुछ एचएफ शोर भी होगा, इससे आपके तारों पर कुछ एचएफ कॉमन मोड शोर भी होगा।

इसी तरह, यदि आप मल्टीप्लेक्स एलईडी या मैट्रिक्स कीबोर्ड को स्कैन करते हैं, तो 5ns किनारों वाले ड्राइवर का उपयोग न करें! ये मूल रूप से विशाल एंटेना हैं। 5-10ns वृद्धि समय के साथ एक वर्ग संकेत 1-10 मेगाहर्ट्ज से ऊपर बुरा हार्मोनिक्स तरीका होगा कोई फर्क नहीं पड़ता स्विचन आवृत्ति।

इसलिए ... जब तक आप दक्षता में उस अतिरिक्त% को नहीं चाहते हैं, हमेशा उतने ही धीमे गति से आगे बढ़ें जितना आप दूर हो सकें! ईएमआई समस्याओं से बचने के लिए यह अंगूठे का एक अच्छा नियम है।

Comments

आपके बहुमूल्य उत्तर के लिए धन्यवाद। मैंने इस सर्किट को एकल पक्षीय (मेरे लिए इसे सरल बनाने के लिए) बनाया, और मुझे पता है कि यह बदसूरत दिखता है। क्या आपको यकीन है कि ग्राउंड प्लेन पर कोई फर्क पड़ेगा? 1 मिमी मोटी ट्रैक में 7nH / cm है, लेकिन 10mm मोटे ट्रैक में 3nH / cm होगा। मेरा सर्किट 130kHz स्विचिंग फ्रीक्वेंसी के साथ काम कर रहा था। इसका कारण दक्षता नहीं था, लेकिन स्विचिंग प्रारंभ करनेवाला का आकार। जब मैं 130kHz से 30kHz तक आवृत्ति कम करता हूं तो मुझे 4x बड़े प्रारंभक की आवश्यकता होगी (अन्यथा यह संतृप्त होगा)। आप वृद्धि / गिरावट के समय पर सही हैं। मैंने फॉल के समय को

— चुप्पाब्रास

एक विमान का इंडक्शन ट्रेस की तुलना में बहुत कम है (फ्लैट कंडक्टर कैलकुलेटर का उपयोग न करें, यह विमान पर काम नहीं करेगा)। वैसे भी, धीमी गति से स्विच करना आपके मामले में सबसे अच्छा समाधान है। आप डबल पक्षीय का उपयोग भी कर सकते हैं, यदि आप इसे स्वयं खोदना चाहते हैं, तो बस जमीन के लिए पूरे बैक साइड को आवंटित करें, ग्राउंड विअस ड्रिल करें और इसमें थोड़ा सा तार डालें ... यह काम करेगा।

— peufeu

हां, मैं इसे खुद से बना रहा हूं। विडंबना यह है कि मेरे पहले दो संस्करणों में दोनों तरफ GND ज़ोन था। मुझे इसका कारण याद नहीं है। संभवत: इसे वापस लौटाने का समय है :)

— चुप्पाब्रास

हाँ, तांबा मुफ़्त है

— peufeu

मेरा लक्ष्य उच्चतम आवृत्ति संभव (और सबसे तेज वृद्धि संभव समय) का उपयोग करना था, इसलिए मैं सबसे छोटे प्रारंभकर्ता का उपयोग कर सकता था। मुझे बिल्कुल एहसास नहीं था कि इसके ऐसे नकारात्मक प्रभाव होंगे जो आपने बताए हैं। यह शर्म की बात है कि मैं स्वीकार किए गए कई उत्तरों को चिह्नित नहीं कर सकता। ऐसे कई उत्तर हैं जो इसके पात्र हैं:

— चौपकाबास

Answer 4

आमतौर पर आप अपने संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स को पंखे के समान बिजली की आपूर्ति से नहीं चलाते हैं।

आमतौर पर, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स 5 वी पर चलता है। इसलिए आपके पास एक नियामक (एक रैखिक नियामक होगा यदि आप वास्तव में कम तरंग चाहते हैं) 12 वी को 5 वी से नीचे ले जा रहे हैं। जब तक 12V की आपूर्ति लगभग 7V तक कम हो जाती है, तब तक आपके पास रॉक-सॉलिड 5V आपूर्ति होगी।

Comments

हां, मैं रैखिक नियामकों का उपयोग करूंगा, ठीक जैसे आप लिखते हैं। लेकिन मैंने सोचा कि कुछ लहरों के माध्यम से मिल जाएगा। रैखिक नियामक आदर्श नहीं हैं। इसलिए मैं रिपल को कम से कम करना चाहता था।

— चुप्पाब्रस

@Chupacabras कुछ लहर के माध्यम से मिल जाएगा, यकीन है। क्या आपके लिए यह मायने रखता है कि आपकी आपूर्ति के लिए रिपल-फ्री कैसे होना चाहिए। डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, आपको अंतर करने से पहले तरंग के पागल स्तरों की आवश्यकता होती है, इसलिए विशुद्ध रूप से डिजिटल सर्किट के लिए आप मूल रूप से इसके बारे में भूल सकते हैं। हालांकि यह एनालॉग के लिए मायने रखता है - उस मामले में आप कई नियामक चरणों का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं, शायद 12 वी से 9 वी तक और फिर नीचे 5 वी तक (मान लें कि एनालॉग पक्ष 5 वी पर चलता है)। नियामक के PSRR की भी जाँच करें - कुछ दूसरों की तुलना में बेहतर हैं।

— ग्राहम

Answer 5

डायोड डी 2 निकालें। यह फ़िल्टरिंग को मारता है जो तब होता है जब मस्जिद बंद हो जाती है।

इसके लिए आवश्यक है कि स्पाइक को अवशोषित करने के लिए कैपेसिटर C3 काफी बड़ा हो।

Comments

मैंने डी 2 को हटा दिया, इसका शोर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा।

— Chupacabras

Answer 6

मैं थोड़ी देर पहले एक RAID संलग्नक के साथ इस मुद्दे का सामना किया। इसमें एक सर्किट जैसा था - हाई-साइड चॉपर एफईटी, डायोड, आदि। यह लगभग 30KHz पर बदल गया। परिणाम बहुत से पीडब्लूएम शोर था, जो कि डिस्क ड्राइव पर +12 वी के कहर को मारता था।

इस सर्किट ने हिरन नियंत्रक की तरह व्यवहार करने का प्रयास दिखाया, लेकिन यह वास्तव में इसके लिए आवश्यक नहीं है।

वैसे भी, यहाँ मैंने 'दुष्ट' हेलिकॉप्टर के लिए क्या किया है:

1. मोटर के साथ श्रृंखला में टोपी रखो । इस पर थोड़ा और अधिक।
2. टोपी के पार FET तार।

पागल लगता है, लेकिन यह काम करता है। कैप / FET कॉम्बो एक चर प्रतिरोध के रूप में कार्य करता है जो प्रशंसक वर्तमान को नियंत्रित करता है, और इस प्रकार इसकी गति।

जब FET बंद होता है, तो टोपी मोटर के माध्यम से चार्ज होती है। जब यह चालू होता है, तो टोपी FET के माध्यम से छुट्टी दे देता है और मोटर को रेल वोल्टेज तक खींच लिया जाता है। यह क्या करता है FET और कैप के लिए उच्च-वर्तमान क्षणिक लूप को स्थानीयकृत करें।

आप पाएंगे कि आप अपने अधिकांश फ़िल्टरिंग से छुटकारा पा सकते हैं, और यहां तक ​​कि कैप के आकार को कम करने के लिए कह सकते हैं, 33uF या तो।