通过MOSFET通过PWM控制加热器

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我正在尝试使用MOSFET通过PWM控制加热器线圈（电阻〜0.9欧姆）。PWM调制器基于LM393，MOSFET为IRFR3704（20V，60A）。

当前原理图

如果我用1k电阻代替加热器，则一切运行良好，测试点CH1和CH2处的波形几乎为正方形。但是，当我在方案中放置一个实际的加热器时，在电压超过Vth时（脉冲在此处混合：黄色示波器通道连接到测试点CH2，青色通道连接到CH1）时，脉冲的下降沿会发生振荡。振荡幅度略大于电池电压，并且最大达到16V。我主要是微控制器专家，对这种电路的了解很差。是加热器电感的影响还是其他？怎么反对呢？

示波器屏幕截图

— s0me0ne
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我认为这将有助于查看这些振荡的频率，加热器可能会与MOSFET寄生电容之一（可能是漏源电容）产生谐振。R1和R6是做什么用的？运算放大器始终在施加电压吗？

— 米斯特先生2014年

由于所涉及的时间常数长，加热器通常被控制为开/关状态，可能会有一些滞后现象。PWM是不常见的热水器

— 斯科特塞德曼

也使用PLM（等效于较长时基上的PWM-脉冲长度调制-例如50％将持续5分钟，关闭5分钟）。PWM通常使用负载的频率响应作为低通，因此它等效于变化的DC值。PLM通常使用整个系统（例如，加热器+房间）的频率响应作为时间常数，以提供比仅仅滞后更接近于期望状态的跟踪。

— Pete Kirkham 2014年

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这可能不是主要来自电感。

从电池拉近8安培对电池电压有很大影响，这会改变比较器周围的开关阈值，从而产生PWM信号。

您可能需要从噪声较低的电源馈入LM393和R3，或者从电池进行RC滤波（例如50欧姆和1000 uf），或者从5V LDO稳压器（带去耦）供电。

即使LM393由5V供电，您也可以使上拉电阻R1保持与电池的全部电压连接，以尽可能强地导通FET。

并且，当电压峰值超过电池电压时，电感必定会产生一定的影响，因此绝对推荐使用反激二极管。

— 布赖恩·德拉蒙德
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+1为反激二极管推荐。此外，电池两端的大电容（>10kμF）将改善波形。

— GR Tech

+1品尝正反馈不会有任何伤害，但首先（至少）对电位器电压进行调节。

— Spehro Pefhany 2014年

添加一个与电池并联的2200uF电容器并通过LDO为比较器供电就可以了。我仍然看到过渡过程中有一些振荡，但是当涉及到高昂的费用时，我想我还是无法完全摆脱它。谢谢！

— s0me0ne 2014年

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这很可能是电感。mosfet关闭非常快，您会得到V = L（di / dt）的电压尖峰。这会打开MOSFET的齐纳保护，然后电流流过电路的其余部分

反激二极管可能会解决问题。

将二极管与加热元件并联，阴极连接到正极。

现在，当它关闭时，电流将通过二极管找到一条无害的路径。

小心。二极管将在每个周期加热。

从示波器跟踪可以看到，振荡时间约为100us

电流=约10A

二极管正向偏置的V = 0.7V

E = VIT = 700 uJ（我知道这个计算是作弊的，可能不到这个数量的一半）

P = E * F（F =开关频率）

如果F = 1kHZ，则P = 700mW

要选择二极管，将其额定功率（瓦）乘以您的开关频率（kHz）。

— 强诺
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我可以看到电路中存在一个非常明显的缺陷：LM393具有集电极开路输出。因此，当输出变为“高电平”时，它实际上仅变为“非低电平”，并通过R1 = 10k上拉。充电电流也通过R1流入MOSFET栅极，因此导通非常慢。对于1k的虚拟负载来说，这不是问题，但是在较大的负载电流下，MOSFET的寄生效应（例如，米勒效应）会引起您所观察到的那种麻烦。

您需要修改电路以通过低阻抗路径（可能是通过双极图腾柱驱动器）更快地给MOSFET栅极充电，请参见TI应用笔记“高速MOSFET栅极驱动电路的设计和应用指南”（SLUP169）以供参考。

— 即时的
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一个非常有用的应用笔记，感谢您指出！我认为在实施上述技术之后，我可以消除其余的振荡，尽管最终通过添加LDO解决了95％的问题。

— 不幸的

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在此处输入图片说明添加小的正反馈（通过电阻器）以提供油门磁滞（在锯齿波形的点线上通过R3进行点设置）

例如，节点3和1 U1之间的电阻10MB（用于正弦波反馈）-安全的电源波动（电量）

在电源R3上添加二极管+滤波器RC

更换电压电池，在R3上设置另一个开关点并产生拍动Q1

并通过振荡的电源频率产生正反馈电路

（对不起语言）

http://en.wikipedia.org/wiki/Schmitt_trigger

— 格雷戈尔
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