Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Silnik DC przepięcie - Szpilka od indukcyjnosci eliminacja

lodrex 14 Dec 2013 13:05 3828 13
IGE-XAO
  • #1
    lodrex
    Level 10  
    Witam, drodzy forumowicze

    --------------------
    Wprowadzenie
    --------------------
    Tworzę sterownik silnika krokowego bipolarnego. 2x mostek H, jak na obrazku (pokazałem tylko 1 mostek). Domyslnie sterowanie 5V. Początkowo, przy zasilaniu 12V wszystko było wporządku, atmega sterowała nim jak należy, jednocześnie zapewniając chopperowanie, dzięki bocznikowi (między silnikiem a masą, wspólny dla obu mostków, NIE widoczny na schemacie). Wszystko ok.

    Potem zwiększyłem napięcie do 24V. silnik obracał się na prędkości zostawionej z 12V z większa siłą. Czyli tak jak być powinno. Ale kiedy zmniejszyłem znacznie prędkość natychmiast zadziałało zabezpieczenie przeciwprądowe zasilaczy. Dolny mosfet-n został przebity. Wymieniłem i nakazałem trzymanie silnika w jednym miejscu.

    Ponownie dolny mosfet został uszkodzony. (ciekawe że w obu przypadkach niszczył się ten który nie by wogóle ruszany, czyli otwierałem Y_UP oraz U_DOWN a niszczył się Y_DOWN).

    Chcąc wyeliminować błąd programu zaczełem sterować silnikiem "ręcznie" - dotykając (5V z stabilizatora) piny Y_UP oraz U_DOWN na obrazku. Wszystko w porządku (oprócz prądu - piny sterujące atmegi były odłączone więc nie ograniczała prądu (który i tak mieścił się w tolerancji mosfetów) , ale włączałem mostek na 2 sekundy). Nic się nie stało tym razem z mosfetami n.

    --------------------
    Problem
    --------------------

    Kiedy jednak po zaprzestaniu sterowania mosfetem spróbowałem obrócić silnik, (żeby zobaczyć czy aby napewno prąd nie idzie przez silnik) o JEDEN krok- z atmegi poszedł dym - z siąsiadujących pinów Vcc i Gnd, nadtopiła się też płytka stykowa.
    Stabilizator (7805) także został uszkodzony (choć bez dymu :D )
    Żadem mosfet nie ucierpiał.

    Atmega była zasilana z tego samego zasilania co silnik (po stabilizatorze oczywiście), była włączona przez cały czas.
    Atmega na płytce stykowej, mostki H są już wykonane na płytce drukowanej.

    Domyślam się że obrót silnika wytworzył tak dużą szpilę że ta pozwierała na płytce stykowej co tylko moga. (nie sprawdzałem jeszcze wyświetlacza HD44780)

    Zdaję sobie sprawę że 24V to za dużo dla mosfet-p, dlatego jest tam dzielnik napięcia - rezystory tak dobrane żeby momencie załączenia tranz NPN Ubs =18V

    --------------------
    Pytanie
    --------------------
    I teraz moje pytanie - jak się przed tym uchronić?
    Moje pomysły:
    a) zastosować oddzielny zasilacz dla atmegi
    b) zastosować transile w punkcie A i B
    c) zastosować diody zenera w punkcie A i B

    Z góry dziękuję za Waszą pomoc

    PS: wcześniej przy zasilaniu 12V zdażało mi się kręcić silnik ręką żeby wyłapać moment włączenia silnika. I to więcej kroków robiłem. Choć zawsze robiłem to powoli bo byłem świadom że jakieś napięcie powstanie.

    Proszę nie sugerować się oznaczeniami elementów- tranzystory są nieco inne, a diody to są diody schotty'iego 1N5819

    Silnik DC przepięcie - Szpilka od indukcyjnosci eliminacja

    @Edit: pokazałem cały schemat zamiast czesciowego
  • IGE-XAO
  • #2
    tzok
    Moderator of Cars
    Transil to element jednorazowy - po przekroczeniu napięcia progowego dostaje zwarcie. Diody gaszące muszą być szybsze niż diody w MOSFETach, no i strasznie słabiutkie te diody dałeś (1A), pewnie wszystkie mają już przerwę, patrzyłeś na nie w ogóle? Gdzieś wyczytałem, że ta dioda gasząca powinna być na taki prąd na jaki jest cały układ, ja stosowałem diody 30A w obudowie TO220. Możesz też dać diody Zenera między źródła i bramki MOSFETów.

    http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-936.pdf

    Tu masz przykładowy mostek z zabezpieczeniami:
    Silnik DC przepięcie - Szpilka od indukcyjnosci eliminacja

    ***

    Jednak nie jednorazowy - jeśli przepięcie nie ma określonej energii, nie zniszczy transila.
  • #3
    lodrex
    Level 10  
    Co do zastosowanych diód - rzeczywiście są na 1A, jednak chwilowo mogą wytrzymać 25A! Sprawdzając które mosfety są przebite - sprawdzam jednocześnie diody. Wszystkie są jak najbardziej sprawne. W trakcie pracy na 12V kiedy nie było żadnych problemów - wszystkie elementy układu były zimne.

    W czy zastosowanie diód zenera dużo zmieni skoro są już te schottk'iego równolegle?

    Dalej jednak to nie pomoże na szpilkę lecącą do zasilacza i stabilizatora (za którym jest atmega).
    Czyli zamiast transili w tych miejscach diody zenera?
    Prawdę mówiąc myślałem o nich, zamiast transili, ale zupełnie zapmniałem ze transile są jednorazowe.

    @Kolega z dołu pisze że jednak nie są - hmm całe życie w kłamstwie no ale to i lepiej
  • IGE-XAO
  • #4
    Dar.El
    Level 40  
    Transile nie są jednorazowe i wytrzymują więcej od diod Zenera.
  • #5
    tzok
    Moderator of Cars
    Czyli zazwyczaj są dobrane za słabe, bo ile razy w niedziałającym układzie (dyski, zasilacze) był transil to był przebity i robił zwarcie... stąd moje mylne przekonanie o ich jednorazowości.

    lodrex wrote:
    @Kolega z dołu pisze że jednak nie są - hmm całe życie w kłamstwie no ale to i lepiej
    ...więc może nie w kłamstwie (ostatnio modne i nadużywane słowo) lecz w niewiedzy.
  • #7
    lodrex
    Level 10  
    Wszystko zasilane z 2 zasilaczy atx połączonych szeregowo, u jednego masa została oddzielona od uziemienia. Atmega była zasilona przepisowo - pary kondensatorów, dławik na AVCC itp. Jedynie stabilizator nie miał po stronie 24v kondensatorów... ale chyba by nie pomogły(?).
    W atmedze zostały przydymione piny VCC i GND (piny 10 i 11), stopiony plastik dookoła tych pinów, lekkie wybrzuszenie struktury (o.o)

    Silnik DC przepięcie - Szpilka od indukcyjnosci eliminacja

    Przepraszam za piseloze, chciałem delikatnie powiększyć, żeby było coś widać.
    Czarne miejsca pokazują miejsca gdzie moim zdaniem wypadałoby dać transila//diode zenera. Choć w końcowym projekcie chyba też dam między bramki a źródła.

    Tranzystory to: npn(bd139), mosfet-n(irlr8729), mosfet-p(irf9333)

    Mostek na płytce drukowanej, atmega na stykowej
  • #8
    CosteC
    Level 34  
    Trudno coś powiedzieć. Elementy nie mają wartości a schematu jest tylko kawałek. Może nie odsprzęgnąłeś zasilania jak należy, może w płytce jakaś masa się odpięła.

    Załączony przez kolegę schemat z zabezpieczeń ma tylko zenerki w bramkach MOSFETów, dobre i to, ale nie jest to dużo. Może masz pełny schemat albo zdjęcie całości?

    Duży ten silnik krokowy?
  • Helpful post
    #9
    CosteC
    Level 34  
    Schemat masz dalej częściowy bo procka nie widać :)
    Poza tym działają ci te 2 zasilacze ATX? W tych co widziałem PE jest podpięte do GND, a bez PE zasilacze nie są bezpieczne. Ale to tak na marginesie.

    Nie widać pojemności na szynie +24V. Bez niej nie ma co pochłaniać prądów recyrkulacji silnika.

    Co do napięć bramkowych P-MOSFETów to nie mogę odczytać schematu. Czy tam jest 1.9k i 633R czy 1.0k i 833R.
  • #10
    lodrex
    Level 10  
    Procesor jest zasilony jak trzeba: pary kondensatorów na pinach zasilających (47uF i 100nF), dławik na AVcc, i chyba 2 nadporgramowe dałem kond 100nF dodatkowo na Avcc żeby ustabilizować ADC.

    Właśnie żeby działały należało odpiąć PE od GND JEDNEGO zasilacza żeby rozdzielić masy. Obydwa są połączone obudowami więc dalej są bezpieczne.

    Ano nie dałem żadnej pojemności na 24V :/
    Wypadało by dać? I na jakie napięcie gdyż po tym doświadczeniu nie jest to takie jasne

    rezystory 1k9 oraz 633 (tak dobrane żeby maksymalny spadek był ok 18V)
  • #11
    tzok
    Moderator of Cars
    PE przecież jest podłączone do obudowy, podobnie jak masa, więc jeśli są połączone obudowami to są też połączone masami...
  • #12
    lodrex
    Level 10  
    No to inaczej, odłączyłem mase od obudowy i od PE w drugim zasilaczy. Wiązało się to małymi przeróbkami ale jest. W innym przypadku zasilacze by się nieuruchomiły (masa drugiego jest to +12V pierwszego).

    To jak z tym będzie? transil i kondensator 35V 220uF na szynie 24V, przy atmedze zenerka, ew diody zenera bramka-źródło na kondensatorach wystarczy? czy moze sam transil na 24V wystarczy?
  • #14
    lodrex
    Level 10  
    Masakra... dopiero wczoraj znalazłem czas dla siebie żeby usiąść do tego. Cóż. Bywa.

    Na wstępie dziękuję wszystkim za odpowiedzi :)

    Dodałem transil (1.5KE30) jednokierunkowy jak najbliżej mostka H, kondensator 3300uF 35V przy wejściu 24V stabilizatora a także diodę zenera 5v1 przy wyjściu 5v stabilizatora. Układ działa jak należy. Atmega kluczuje tranzystorami, wszystkie elementy zimnie (także diody).
    Dodam, bo nie wiem czy wspomniałem że to silnik krokowy, aktualnie w konfiguracji bipolarnej.

    Nie zdecydowałem się dodać zenerek między bramkami a źródłami. pojawienie się większego napięcia na bramce tranzystorów dolnych oznaczałoby że atmega podała napięcie >20V co i tak oznacza jej unicestwienie. Choć pewnie w ostatecznym układzie zastosuje takowe diody, dla spokoju.

    Z tym że zanim zastosowałem dodatkowe elementy spróbowałem powtórzyć poprzedni eksperyment- podłączyłem stabilizator, ale już bez procesora (szkoda kasy) i zakręciłem silnik ręką. Tym razem nic się nie spaliło. Więc teraz nie wiem czy transil kondensator i zenerka działają, czy mam poprostu szczęście. Tak jest jak nie ma się oscyloskopu. Dlatego też tematu narazie nie zamykam, może ktoś ma coś do dodania.

    Tak jak pisałem, mostek jest na płytce drukowanej, ale atmega była i jest na płytce prototypowej więc teraz powiedzieć jak poprowadzona masa była. BYć może coś przestało stykać.