关于使用单片机PWM调光以及电子元件的真假

只看该作者 · 2015-1-3 22:04

本帖最后由 nightingale2003 于 2015-1-3 22:05 编辑

这段时间在弄一个PWM调光，频率接近4K赫兹。有几个问题，希望大家能给点意见。
1.目前搭建的电路如图一，header处是外接多根LED灯管的。不知整个电路这样接有没有问题。后面两个问题的电路都是基于这个电路的。

2.按照这个方法搭建电路，发现如果仔细看，有些微闪烁。所以想着在回路中串电感，不知这样怎样（图二）；
另外关于电感的数值，是不是比较随意？

3.电路中我是用的光耦是4N25，查资料的时候，说导通和截止的速度典型值为2us。
  但用示波器测量，发现开启时速度是很快，波形很陡，而关断则很慢，目测200us左右。
  这和datasheet的差距很大，会不会是买到假货？（输入回路已测是没问题的）

4.电路中使用的MOS管是IRF540N，完全导通状态下rDS(ON)典型值0.033欧。
  测试环境：不使用PWM，Vgs电压一直13V，完全导通。电流2.1安
  测量比较第一批中的两个，推得rDS 0.05欧，只比典型值大一点点，不加散热片也只是一点温温的，不错。
  然后测量第二批的几个，同样的电路（就是把第一批的位置直接换上第二批的），发现烫的厉害.
  已测发现rDS有1欧，这批货是不是有问题。

5.问题4中的第一批MOS管在2.1A的情况下（MOS管两端电压0.11V）发热很低，
  但当流过电流提高到4.2A时（两端电压0.22V）却变得烫手，功率加多3倍为何热量就多了那么多。
  没接电路之前还以为极限电流23A的话，不超过5A可以不加散热的。

  本人小白，还请各位不惜赐教。

4万 · 2015-1-3 23:58

给LED供电端不必加什么电感，电感解决不了你说的“微闪烁”问题，光耦无驱动时还有闪烁，说明MOS管截止不良。光耦的推出饱和太慢说明激励过高，处于过饱和态，注意光耦的LED侧的驱动电流要合适，不能太大也不能太小，R?取值也有关。同样电路而MOS管发热不同说明MOS管有问题，应该是遇到了假货。关于发热问题，MOS管的导通内阻很重要，其耗散功率是常数，计算一下即可获知热量是否有问题。

只看该作者 · 2015-1-4 08:37

1、我们在车间的一个项目中也发生了微闪烁的现象，当时我们发现是电缆回路太长，导致电磁干扰侵入电路，由于LED太过敏感发生了这种现象，我们加上去耦电容解决了这个问题。楼主的现象不一定相同，仅作为分析问题的参考。
2、chunyang说的很有道理，但我想补充一点，我觉得系统中光耦的使用存在问题。光耦都属于模拟元件，输出不一定是逻辑信号，与输入信号有着线性关系。在这作为5v系统与12v系统隔离，输出的不一定就是典型逻辑信号，而且光耦有很大的延迟，你这里4KHz是不是太快了，我试过在通讯中，这种光耦速度超过1KHz就没有数据了。
3、上述第2点中提到光耦输出的是非逻辑信号，那么MOS管就会存在大量的低压导通状态，这会造成MOS发热较严重。

我觉得光耦换成三极管效果应该比这个电路强的多！

只看该作者 · 2015-1-4 10:49

1、首先我同意chunyang和lee2k说的，光耦的频率可能达不到4K，另外就是光耦的三极管处于不完全导通或者过饱和状态
2、我推荐你使用一些恒流源进行驱动，或者利用三极管进行驱动

只看该作者 · 2015-1-4 11:50

在MOS管前加一级放大、也许可行…

只看该作者 · 2015-1-4 16:59

MOSFET发热除了楼上列举的原因之外，有可能是开关损耗过高。楼主自己也发现边沿过缓的问题，就先解决它吧。我建议把光耦前面的电阻调整到470R，后面的电阻调到2k试试。

只看该作者 · 2015-1-4 17:02

有高速光耦，过几M信号，可以百度高速光耦

常用的4N系列光耦属于非线性光耦

以下是目前市场上常见的高速光藕型号：
100K bit/S:
6N138、6N139、PS8703
1M bit/S:
6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）
10M bit/S:
6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL－2631（双路）

1万 · 2015-1-4 19:19

1、图一电路结构问题不大，10K电阻改小点可能会好点
2、4K的频率，肉眼应该观察不出来，参考前后文，你的电流比较大，更可能是你的LED电源用的50Hz滤波电容不足，或者是使用带有源PFC 的廉价电源，木有后级稳压，而你的PWM木有电流反馈，所以LED有工频闪烁，需要在这方面采取措施解决问题
3、4N25的典型值的确是2uS，图中电路关断速度也的确在200uS级别，你需要仔细查看PDF，如果很在意这个问题，可以搜索 “光耦加速电路”，不过仅4KPWM频率，建议修改10K阻值来解决
4、第二批可以肯定有问题，估计是翻新货
5、2.1A时温温的，就是大于体温36度，现在是冬天，就算你在深圳，至少温升也是15度，四倍的功耗，温升60度以上，不烫才怪

只看该作者 · 2015-1-5 00:27

很感谢chunyang大大，也感谢其他各位大大的解答。因为今天有其他事做暂时搁下了没去捣鼓。
明天打算调整下两个电阻的阻值看看，顺便了解下光耦的CTR，确认下阻值的选定方法。
万一还很陡估计就真的换三极管了或者在看下光耦加速电路哈
至于高速光耦之前也有考虑过，不过目前可能先解决过饱和的这种情况。

只看该作者 · 2015-1-5 22:26

针对光耦边沿陡的问题以解决。
在不接MOS管时测得截止时间其实就60us左右。
一方面是更改输入输出电阻，使其工作在刚饱和状态可适当降低截止时间。
另一方面在侧边的基极处加多个30K的电阻，边沿明显陡了很多。
而接上MOS管后由于其存在结电容所以截止时间还是会被拉长，但也能控制在50us内。
而输出电阻的减小一方面使光耦退出过饱和状态，另一方面也加速了充电。

再次感谢各位的帮忙，结贴。