Здравствуйте. Есть контроллер шагового двигателя (топология - интегрированный драйвер на базе 2 мостов, питание +48В, токи в обмотках до 3А), в котором периодически сгорают датчики тока. На осциллограмме видно, что по входу токовых датчиов происходят выбросы отрицательного напряжения амплитудой до -22В (на прикреплённом изображении более скромный случай) и длительностью порядка 20нс.





В качестве средства защиты добавил диод в обратном включении на землю и конденсатор (доработка одного из каналов выделена красным, раньше было без неё).


Датчики гореть перестали, но совсем от отрицательных выбросов избавиться не удалось (осциллограммы сняты с помощью подпаянного щупа).







Вопрос: почему не дорабатывают диоды? Пробовал шоттки 1N4148 и PIN-диод BAP64-02,115, последний спарвляется чуть получше, но выбросы всё равно остаются.
Где может быть зарыта собака? Как совсем убрать отрицательные выбросы? Датчики гореть перестали, но оставшиеся выбросы всё равно ниже минимально допустимого значения по входу датчика.
Какие ещё способы есть для решения данной задачи?

вдогон к резисторам 18 ом, поставьте ferrite bead они однозначно слопают все пиковые выбросы тока. что положительные,что отрицательные, и емкость можно будет поставить поменьше, ну там 100 пик или около того.
Точность резисторов 1%, то есть погрешность 0.18 ом, следовательно любые ferrite bead с DC сопротивлением 0.05 ohm подойдут.

Применение датчиков с гальванической развязкой спасет отца схемотехники.

Потому что время включения диода и время выключения (восстановления обратного сопротивления) не бесконечно малые величины.


Марку в студию

Сообщение отредактировал Студент заборстроительного - Oct 12 2017, 17:17

диоды никогда не отрабатывают на 100%. вообще, любые полупроводниковые приборы на основе легированных материалов так себя ведут.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Обратное_восстановление
этот же эффект вносит вклад в паразитные емкости, которые начинают звенеть.
life-prog.ru/2_113496_barernaya-i-diffuzionnaya-emkosti-dioda.html
это например приводит к частотным ограничениям импульсных мостовых схем, где вольт-добавка опирается на диод. Звенят даже GaN приборы, где вроде бы нет легирования и соответственно время восстановления нулевое.
так что только развязка, фильтры, или синхронное отключение. :-(

Во-первых, не видно разводки, а во-вторых, сильно велика вероятность, что там не оригинальные LT1999, которые в среднем по 4,5$, а китайский жмых, потому что если бы в своё время были читаны официальные бумаги, то задача решилась бы сама собой из подножного корма и вполне официально — путём добавки резисторов в общие мостов и усилителей по 1 р., а то и вовсе, заместо резисторов — дорожки ПП.

Но у диода 1N4148WS время обратного восстановления 4нс, а прямого включения - заведомо меньше (и вообще в данной ситуации более критично время прямого включения). Т.е. он должен справляться с 20нс переходным процессом.


Поддерживаю!


LT1999 брали с Digi-Key'я, так что примем их как заведомо настоящие.

Опишите, пожалуйста, более конкретно вашу идею по поводу резисторов и/или дорожек.
Вот разводка части с мотором. Плата 2-слойная.

Ну, 4нс это в лабораторных условиях только при (If=10 mA, ir = 1 mA, Vr = 6 V, Rl = 100 Ω). А у вас там 48В, прибор нелинейный, так что можно предположить что все параметры могут ухудшаться до (48V/6V)=8 раз в лучшем и (48V/6V)^2=64 раз в худшем случае.
Т.е. оптимистический прогноз, 4нс*8=32нс, что вполне согласуется с данными для вашего "скромного" случая.
А так, это только толчок для звона при переключении (посмотрите, у вас провал не сразу, а спустя 50-100 нс). Поэтому Плейн и предложил задемпфировать резистором.

Загадочные негативные выбросы могут быть погрешностями измерений, особенно в этом чудном мире "паровозом" соединенных индуктивностей: (двигатель, L11, L9...10, PCB net traces). Если необходимо защитить микросхему, то clamp diodes ставят непосредственно на ее входы, а не на самом токовом сопротивлении.
Если была цель измерять средний ток в низкой полосе, то проще это было сделать по "плюсу" питания, а не в "прыгающей точке суровых индукторов.
Применение common mode choke в данном случае вообще непонятно.

Повторяю, она ни разу не моя, и давно описана в последнем абзаце гл.7.4 паспорта.


Ч.т.д., на общий провод ни намёка. На ДПП такие схемы разводятся, но совсем по-другому, это отдельное направление искусства.

Страшненько. Спинным мозком чую, что дело в топологии "земли".

*
Студенты нынче совсем ни на что не способны.

датчик тока на эффект холла.

http://www.platan.ru/news/news124.shtml