Minimierung von Mosfet-Interaktionen und Überschwingern. Eine Fallstudie

Ich bin wieder zurück mit einem weiteren Kopfschmerz meiner eigenen Schöpfung. Es scheint, dass ich ständig Dinge auf die harte Tour lerne.

Fragen direkt auf den Punkt:

1. Ich habe festgestellt, dass mein Verpolungsschutz-Mosfet schlecht mit einem anderen p-Mosfet-Schalter interagiert (Huch!). Hilft es bei dieser Interaktion, die Mosfets identisch zu machen / möchte ich, dass der Schalter mehr / weniger kapazitiv ist als der andere?

2. Ich habe vier Kopien dieses Entwurfs gemacht. Einer "funktioniert" und die anderen (die meiner Meinung nach viel sauberer geroutet sind) nicht. Kann Nachlässigkeit beim Löten jemals zur Systemleistung beitragen?

3. Gibt es einfache Möglichkeiten, um festzustellen, ob ein Mikrocontroller ausfällt oder zurückgesetzt wird? (Ich denke, ich überprüfe einfach die Reset-Leitung / füge eine Kappe hinzu und schaue, ob sie verschwindet?)

Wie ich hierher gekommen bin:

Ich mache Mikrocontroller-Schalttafeln. Das Design verwendet drei Mosfets: 1: Verpolungsschutz (p-Mosfet) 2/3: n-Mosfet / p-Mosfet-Paar zum Einschalten einer 12-V-Schiene.

Hier ist das vollständige Diagramm der Schaltung:

Es scheint wie eine einfache Schaltung! Ich habe diese Art von Schaltung die ganze Zeit verwendet (abzüglich des Verpolungsschutzes). Ich dachte, alles wäre in Ordnung. Ich habe eins gebaut und es funktionierte wie erwartet. Alles gut, oder? Also habe ich drei weitere gemacht. Keiner der neuen funktioniert. Der Mikrocontroller wird zurückgesetzt, wenn der Schalter umgelegt wird (Brownout?). Nach einigem Kopfkratzen habe ich das Oszilloskop herausgeholt und die Kabel an die 12-V-Schienen nach jedem Mosfet, die 3v3-Schiene nach dem ersten Regler und das Flip-Signal an das N-Mosfet-Gate angeschlossen:

Sieht unschuldig genug aus. ERWEITERN!

Äh oh. Ist das ein Wackeln? ERWEITERN!

Großartig. Ich habe also eine RIESIGE Welle, die durch mein System geht. Das muss behoben werden, oder? Ich vermute, dass dies ein Teil des Problems ist. (4-V-Überschwingen bei 12 V ... und ein 3-gegen-3-Rampen auf 5-gegen-5 ... autsch). Die 5,5 V könnten von Bedeutung sein, weil der Mikrocontroller für 1,8-5,5 V ausgelegt ist? Ich weiß, dass der Controller heruntergefahren wird, wenn er unter 2v7 liegt. Ich werde den Brown-Out-Level ändern und sehen, ob das hilft, aber ich denke, ich sollte die Wellen direkt ansprechen.

Ich habe die Möglichkeiten recherchiert.
1. Setzen Sie eine Kappe auf meine Reset-Leitung (2 V könnte als logisch niedrig gelesen werden?)

2. Setzen Sie für Regler größere Obergrenzen auf v_out. Derzeit habe ich die empfohlenen 2uF, aber es sieht nicht so aus, als ob es ausreicht?

3. Verlangsamen Sie das Einschalten:

Ich plane, den n-Mosfet gegen einen Transistor auszutauschen (und vielleicht auch eine RC-Schaltung zum Ansteuern). Es ist eine batteriebetriebene Schaltung, daher möchte ich Strom sparen (daher der N-Mosfet). Ich werde die Spezifikationen für die Mosfets beobachten, um sicherzustellen, dass ich sie auf dem Weg nach oben nicht brate, aber dies ist eine einmalige Sache, damit sie genügend Zeit zum Abkühlen haben. Gibt es irgendwelche Tipps / Dinge, die ich übersehe?

Auch eine andere Sache: Die erste Schaltung, die ich gebaut habe, hat SCHLECHTERE Schwingungen (auf der 12-V-Schiene), scheint sich aber zu behaupten / wird nicht zurückgesetzt. Ich bin mir nicht sicher, ob das Zurücksetzen auf Brownout oder auf den Reset-Schalter zurückzuführen ist (ich werde diese Bilder bald hinzufügen). Der Reset-Bereich ist ein kleines Labyrinth, also hilft vielleicht die Kapazität der Verkabelung? Irgendwelche Gedanken dazu?

Vielen vielen Dank wie immer. Matt

UPDATE: Sicher genug, manchmal muss man langsamer werden. Ich lasse die Daten für sich sprechen:

Ich habe einen 100k-Widerstand auf das Gate des großen Mosfet gelegt. Durch die Verlangsamung wurde verhindert, dass das System auf einmal gequetscht wurde. Tolle Resonanz. Klar wie Tag und Nacht. Ich werde mit Kapitel 2 von Horowitz beginnen. Man sollte sich dieses Zeug wirklich aneignen. Danke jp!