driver s a3986 - problem?

pavel-gravos · 25. 3. 2008, 1:47

Od spodniho konce sensu k hornimu konci tranzistoru dat low ESR elyt
aspon 100uF. Pak az od tohoto kondu muze jit zem dale. Jde o to
aby po zemi nepobihaly prudove impulsy.

Kondiky pres tranzistory jsou hodne podezrele.

Od horniho konce sensu smerem ke komparatorum na IC2 dat
RC clanek cca 1k+100pF. Odfiltruji se rychle spicky, ktere
mohou slusne zblbnout komparatory.
Presne hodnoty zalezi na frekvenci.

Mezi Gate a Source dat jeste cca 10-100k R, aby v klidu a po zapnuti
byly tranzistory zavrene.

U hornich fetu bych asi volil vetsi Rg.

Co je to za svaba IC2?

Jakou frekvenci spina?

Pavel

sejosef · 26. 3. 2008, 9:32

Myslím že moc zabezpečení proti špičkám může někdy zaškodit

.

IC2 (LM2574HVN-5.0V) je spínaný stabilizátor v provedení Uin max. 60V a výstup 5V/0.5A. Pracije ja frekvenci kolem 52kHz. Vím že to není v dnešní době moc, ale pro daný účel se velice hodí a potřebuje minimum externích součástek. Také je pravda že v tomto provedení pro vyšší vstupní napětí je dražší (kolem 130Kč). Pokud bych chtěl hledat ještě více dokonalosti ve výstupním zvlnění tak použiju něco z řady LM2674 (260kHz vřele doporučuji), ale ten je zase problém sehnat v high-voltage provedení.

sejosef · 26. 3. 2008, 9:52

Právě před chvilkou jsem dokončil osazení mého driveru s A3986 a provedl základní test. Stav je takový že jsem použil zapojení dle mého schématu akorát jsem osadil pouze jeden bočníkový odpor na fázi s hodnotou 0.1R pro proud asi 2,5A (začněme pozvolna) a kondenzátor C5 je pouze 3.3uF/16V tantal (nechtělo se mi do GM

). Mám na to připojený motor který je určen pro proud 5A/fázi. Ani při 60000krocích za vteřinu a napájení 42V se obvod A3986 nedostal nad 38.2 stupňů C (měřeno teplotní sondou multimetru Fluke 179). Dokonce se zdá že při vyšší frekvenci leze teplota malinko dolů. Rozhodně se o něco víc zahřívá hliníkový blok sloužící jako chladič tranzistorů (první kus hliníku bez žeber 70x46x10mm co mi padnul do ruky

). Trochu mne zklamala filtrace zákmitů na vstupech sense. I přes to že jsem dal na pozice R28, 38 odpor 470R a na pozice C19,17 kondenzátor 470pF, zákmity se hodně omezili, ale stejně lezou přes hodnotu 1V. V první chvíli mne to vyděsilo, ale zdá se že tomu obvodu to zase až tak moc nevadí. V pátek budu pokračovat v testech v celku první dojem velice dobrý i když jednu chybičku jsem našel. O výsledcích a dojmech budu informovat později. Nažehlovací metodě výroby DPS třikrát zdar

)).

CZ_Pascal · 27. 3. 2008, 12:50

No pokud do toho mohu jeste trochu kecat tak klidne ten kondik jeste trochu zvetsete, nebo zvetsete velikost odporu kterym privadite SENSE signal k tomu kondiku (podle toho co je jednodussi). V idealnim pripade by ten prekmit nemel byt o vic jak 10 procent a spis i min.

Pro lepsi predstavu jsem udelal simulaci (pro jednoduchost pouze jeden tranzistor a indukcnost s odporem(realna civka) plus snimaci rezistor a ridici obvod)

Na prvnim obrazku (Simulace01)je celkovy pohled. Cervenou barvou je napeti na snimacim rezistoru, zlutou barvou je vyfiltrovane napeti snimaciho rezistoru, zelenou barvou je pozadovany proud a modrou barvou je skutecny proud civkou (jen je uveden zaporne a ma dvojnasobnou velikost nez napeti)

Na druhem obrazku (Simulace02)je priblizeni aby byly videt detaily ktere predtim splynuly v souvislou plochu

Na tretim (Simulace03) obrazku je jedno sepnuti

Na ctvrtem obrazku (Simulace05) je videt vrchol jednoho sepnuti. Je videt jak blizko je proud pozadovanemu a jak malo staci ho prekmitnout aby se regulace zhorsila.

Na patem obrazku (Simulace06) je opet celkovy pohled ale je zamerne dan velice maly filtracni kondik. Je videt jak je zluta stopa (tady ta po spatne filtraci) odlisna od zeleneho pozadovaneho prubehu a jak se domrvil skutecny proud v civce.

Sesty obrazek (Simulace07) je detail teto hruzy.

Takze asi tak.......

(Obrazky se prilozily tak nejak pozpatku

)

jik12 · 27. 3. 2008, 5:16

Mám čtvrt roku postaveno podle tohoto schematu ,https://shop.e-lab.de/product_info.php/ ... 7gm8nukn56
Chodí to bez jediného problému.

jik12 · 28. 3. 2008, 12:38

Gravírovaný tišťák.

digisonic · 28. 3. 2008, 12:43

jik12 píše:Gravírovaný tišťák.

Vypada to pekne, mas i schema a osazeni na tu desku? K

jik12 · 28. 3. 2008, 12:50

Schema bez zbytečných opiček.Jinak platí beze zbytku co napsal CZ_Pascal

digisonic · 28. 3. 2008, 1:15

jik12 píše:Schema bez zbytečných opiček.Jinak platí beze zbytku co napsal CZ_Pascal

Super, muzes jeste popsat seznam soucastek ktere jsi pouzil, co je v provedeni SMD, jake fety atd. a nahodou fotku hotoveho driveru? Diky K

sejosef · 30. 3. 2008, 3:43

Slíbil jsem testování mého driveru a tak tady jsou výsledky. Obvod chodí velice dobře. Myslím že kdybych ho znal dřív tak bych si ušetřil mnoho času. Tranzistory IRFZ24 jsem vyměnil za IRFZ44 (přiliž se hřáli) přičemž jsem nechal odpory do Gate 39R a změnil jsem kondenzátory C1-4 na 22nF. Ke kondenzátoru C5 jsem přidal 10uF takže celkem byly všechny testy prováděny s 13,3uF na Vreg. Bočníkové odpory jsem měl o celkové hodnotě 0.05R (tedy pro provoz při asi 5A/fázi). Co se týče zahřívání obvodu A3986 nepřekročil jsem ani na chvilku teplotu 41 stupňů C. Tranzistory se také víc hřejí když motor stojí než když jede a to i když jsem motor zkoušel v režimu 1/4 kroku při 90kHz (a dokonce i když mám při zastavení Vref na 850mV a při provozu je tam kolem 1850mV). Nepříjemné jsou zákmity na sense kterých jsem se nedokázal zbavit a není je možné ani změřit neboť se kolem obvodu šíří emg. rušení. Vůbec se mi neosvědčili kondenzátory 100nF mezi Drain a Source tranzistorů. Obvod měl větší odběr a evidentně se o něco málo víc zahřáli jak tranzistory tak kupodivu i A3986. Zde dokládám několik osciloskopem zachycených průběhů.

CZ_Pascal · 30. 3. 2008, 9:17

Skoro se ani moc nedivím že jsem měl pravdu s těmi kondíky paralelně s tranzistory. Dělají tak nějak to co jsem si představoval že dělat budou. Sice chrání tranzistory před napěťovými špičkami, ale zárověň jim dávají více práce na to aby se s nimi popraly.

Jinak mi tak trochu chybí napětí na snímacím rezistoru po filtraci (tedy to co leze do "švába") To by bylo taky zajímavé vidět.

Co by stálo za pokus je také zkusit měnit frekvenci PWM. Ono těch 90 kHz je už docela dost a chtělo by to proměřit na nižších frekvencích. Mohlo by se to chovat trošku líp co se týká zahřívání driveru a i motoru.

sejosef · 31. 3. 2008, 7:22

Napětí co leze do vstupu Sense měřeno obyčejnou snímací sondou osciloskopu není moc odlišné od toho co je naměřeno na bočníku. Důvod je jednoduchý. Kolem celého obvodu se šíří emg. záření které jakékoliv měření ovlivní, takže se zdá že špičky prolezly i k IO.

Jinak frekvence PWM je ovlivněna Rosc. Při 10kOhm by podle DS. měla být někde kolem 46kHz (prakticky jsem naměřil 44kHz).

90kHz byla frekvence kterou jsem pouštěl do vstupu STEP abych vyzkoušel co to provede s teplotou při vyšších otáčkách. Používám motor který má vinutí hodně na krátko 0,6Ohm/fázi takže teprve při vyšších otáčkách pracuje klidně. To bude asi i důvod proč se driver zahřívá víc když motor stojí. Musí překonat zákmity které na vinutí vznikají a driver nemůže už více zkrátit délku minimálního pulsu. Tomu nasvědčuje i to že se při roztočení motoru zklidní i amplituda emg. rušení.

Myslím si že jsem udělal chybu v návrhu DPS protože jsem neudělal dost velké plochy kolem vývodů tranzistorů a tak je rušení silnější než by mělo být. Docela bych uvítal kdyby někdo zveřejnil svoje měření k porovnání. Nemá tu někdo podobné průběhy? Nepůjčil by mi někdo motor co snese aspoň 10A pro pořádný test (ten můj 5A se už při 7.5A hrozně rozpaluje a lezou z něj zvuky jako by se měl rozskočit)

)) ?

RadekCX · 31. 3. 2008, 7:40

sejosef píše: Myslím si že jsem udělal chybu v návrhu DPS protože jsem neudělal dost velké plochy kolem vývodů tranzistorů a tak je rušení silnější než by mělo být. Docela bych uvítal kdyby někdo zveřejnil svoje měření k porovnání. Nemá tu někdo podobné průběhy? Nepůjčil by mi někdo motor co snese aspoň 10A pro pořádný test (ten můj 5A se už při 7.5A hrozně rozpaluje a lezou z něj zvuky jako by se měl rozskočit) )) ?

No ja tuhle debatu z povzdali sleduji a dokonce jsem uz pred casem chtel neco s nima zkusit, ale to co pisete v posledni vete bylo to proc jsem je nechal lezet v supliku.
Pri proudech radove 5-10A uz nelze pominout neco takoveho jako snizovani proudu v okamziku kdy motor stoji. To co se da tolerovat na stole v dilne se jevi v provozu silne problematicke. Vezmete si ze potrebujete masinu na hodinu vypnout bez toho, ze byste ztratil krok. Nechat topit zdroj - driver - motor pri tomhle hovadskem prikonu je uz dost naprd.

Urcite je to resitelne, ale za cenu vetsi obvodove slozitosti.

sejosef · 31. 3. 2008, 8:57

Ano máte pravdu. Je to tak že je nutné hledat kompromis mezi typem motoru a rychlostí kterou potřebujete na posuvy. Minimální délka pulsu u A3986 při Rosc 10kOhm je asi 1.5us a u A3984 s Rosc 22kOhm 1us. Zatím každý obvod se kterým jsem se setkal má nějak omezenou délku minimálního pulsu. Takže se chová tak že buď nic nebo minimum které, ale pro daný motor může už znamenat poměrně velké vybuzení. Tento problém dobře znají lidé kteří používají mikrokrokování pro osvětlovací efekty diskoték. Motor se při pomalém otáčení chová tak jako by několik mikrokroků vynechal a pak najednou skočí. Řešení je třeba ve snížení napájecího napětí, nebo ve výměně motoru, nebo ve zvýšení odporu vinutí nebo zvýšení hodnoty odporu bočníku, ale potom nedosáhnete takových provozních otáček (což je někdy přednější). U tohoto obvodu by se dalo ještě vyzkoušet přetaktování, ovšem toho se trochu bojím

. Chápu že mnou testovaný motor je pro toto testování velice nevhodný. Bohužel nemám jiný motor pro takové proudy. Myslím si že tento obvod je velice výhodný při poměru cena výkon i když by se na něm dalo ledasco vylepšit. Tím mám namysli kromě minimální délky pulsu také třeba možnost volit ještě poměr 8 mikrokroků, nezapínat pulz pokud byl v předchozím cyklu překročen požadovaný proud o násobky a podobně, nechat v něm pracovat automatickou detekci decay módu tak jako to má A3984 a pod. . Přesto já ho rozhodně ve svém CNC hodlám použít.

Ještě bych zde chtěl zmínit chybu kterou má obvod A3984. Při změně hodnoty signálu na DIR vstupu se v režimu mikrokrokování motor cukne přesto že by změna signálu měla mít vliv až při náběžné hraně signálu STEP.

31. 3. 2008, 9:20

jeste takovej dotaz trosku z jineho soudku
uz jste premejsleli udelat kontrolu polohy pomoci IRC snimace?
tedy pocet pulzu nejakej nasobek pozadovaneho mikrokrokovani a v pripade skluzu treba zdvojnasobit proud?

tedy v podstate to povysit na hodne odlehcene BLDC servo