Сомнения: доверять или не доверять AVR управление H-bridge, Без внешней аппаратной защиты на логике или на спец. микросхеме Опции

[haker_fox]

Здравствуйте!
Основная тема здесь. Там шло обсуждение простого H-bridge. Упор с моей стороны делался на то, чтобы не ставить внешнюю защиту в виде логики или той же IR2104, а поручить все управление (dead-time, реверс, шим, защиту от КЗ моста одновременным включением пары транзисторов по одну сторону моста) МК. Был выбран ATmega168. В общем начиная с 20 поста вопрос о конструктиве моста более менее решился, и мы пришли к выводу, что такая идея вполне жизнеспособна. Конечно нужно предпринять ряд защит - аппаратных защит, но не очень дорогих и которые сработают наверняка, причем выполнят только функцию защиты в экстренном случае - КЗ.
В общем на данный момент я хочу реализовать управление всеми 4 транзисторами моста - напрямую. Требования не высокие: ШИМ 900 - 4000 Гц, движок будет плавно разгоняться (всегда) -> пускового тока большого не будет, номинальный ток макс. 600 ма.
Чтобы повысить надежность устройства и свести к минимуму возможные сбои МК, хочу выполнить следующее:
1. По питанию всего моста поставить электролит 100 или 3000 мкф + керам. 0.1 мк + керам. 100н.
2. Обязательно включить BOD на 4.5 В.
3. Всю раздачу питания на МК, на мост и тд выполнять звездой. Т.е. из одной общ. точки. Цепи кварца и сброса выполнить согласно правилам из известной статьи на сахаре.
4. Корп. кварца заземлить. Не уверен, надо ли?
5. Установить бит CKOPT.
6. К схеме будут подключены датчики (оптические концевики и энкодеры) прводом длиной не более 5 м. Их хочу подключить через витую пару. На плате сигнальные провода будут заводиться через RC фильтр + возможно феррит. колечки.
7. Питание на схему будет подаваться через плавкий предохранитель. Пока не знаю, какой номинал выбрать.

Все эти требования были получены после изучения статьи на сахаре + изучение веток в этом форуме о сбоях, помехоустойчивости МК.

Вся схема: силовая и цифровая будут гальванически связаны. Силовая будет питаться от этого БП (S-320-27: 27В, 11А), а цифровая - от обычного компьютерного AT. Всего таких схемы управления двигателями нужно 3 + главный МК, который будет управлять этими движками и другими исполнительными механизмами. Но все это продолжение этой темы.
Собственно говоря хочу здесь спросить, т.к. это уже не касается напрямую электропривода, можно ли при таком подходе надеяться на устойчивую работу приводов?
У меня есть сомнения по поводу разделения МК и силовых ключей оптопарами: надо ли? + может быть нужно оставить защиту на буферах 74hc02 (схема в топике по первой ссылке) от КЗ моста?
По поводу dead-time я не беспокоюсь: реверс двигателя или его экстренное торможению буду делать только при выключенном ШИМе.
Прошу прощения, если выразил несколько сумбурно свои мысли.
Также надеюсь, что модераторы не сочтут это за кросспостинг: дело в том, что темы хоть и три по разным веткам и они решают один вопрос, но они все таки разные.
Всем заранее большое спасибо за ответы и хорошую критику!
P.S. все несколько омрачняет то, что печатки не будет, весь монтаж на макетке проводом МГТФ(

[Пипец]

Делал аналогичное устройство, только на PICе. Использовал драйвера IR21xx (как 2101, но поновее, счас не помню). Дёргал только верхний транзистор (нижний на полупериод постоянно открыт или закрыт). Между контроллером и драйвером логика защиты, на одной дешевой 4053 (для одного полного Н-моста), без дополнительного тактового сигнала (что видел у конкурентов). Схему не дам - сам придумай, мне моя нравится как know-how ;-) Закрывает транзисторы по сигналу с измерительного (защитного) шунта (+компаратор). И еще - контроллер ШИМ не успевал, и я использовал табличную дельта-сигма модуляцию (несколько дней екселем генерил вставку в программу), 256 тактов на период.

[haker_fox]

Между контроллером и драйвером логика защиты, на одной дешевой 4053 (для одного полного Н-моста)

а зачем логика защиты, если был применен драйвер?

Схему не дам - сам придумай, мне моя нравится как know-how ;-)

Конечно!

Закрывает транзисторы по сигналу с измерительного (защитного) шунта (+компаратор).

Над подобным решением я тоже думаю. Выглядит заманчиво. Хотя мне бы хотелось измерять потребляемый ток АЦП и задавать аварийный предел программно.

И еще - контроллер ШИМ не успевал, и я использовал табличную дельта-сигма модуляцию (несколько дней екселем генерил вставку в программу), 256 тактов на период.

Т.е. контроллер ШИМ был не аппаратным? Или можно подробнее, что значит - не успевал?

[Пипец]

а зачем логика защиты, если был применен драйвер?

Потому что вдувание тока в затвор и защита всего устройства (ограничение выходного тока) - разные функции.

Над подобным решением я тоже думаю. Выглядит заманчиво. Хотя мне бы хотелось измерять потребляемый ток АЦП и задавать аварийный предел программно.

И снова завязываться на за возможное зависание/сбой контроллера? Как рабочую функцию (с АЦП) использовать можно, как аварийную быстродействующую (работает на кажлом импульсе модуляции, в отличии от АЦПированной) - нет. КЗ ловились компаратором, который через логику обрезал хвост открывающему импульсу, но разрешал следующий (до перегрузки на нем). Ни на каком АЦП и процессоре такого быстродействия не получишь. Но, в принципе, можно получить на контроллере, имеющем настоящую программируемую асинхронную логику.

Т.е. контроллер ШИМ был не аппаратным? Или можно подробнее, что значит - не успевал?

ШИМ (точнее, ДСМ) выдавал ПИК. На ожидание прерывания осталось всего 4 такта.

[haker_fox]

И снова завязываться на за возможное зависание/сбой контроллера? Как рабочую функцию (с АЦП) использовать можно, как аварийную быстродействующую (работает на кажлом импульсе модуляции, в отличии от АЦПированной) - нет. КЗ ловились компаратором, который через логику обрезал хвост открывающему импульсу, но разрешал следующий (до перегрузки на нем).

Тут несколько выше решили, что аппаратную защиту от одновременного открывания верхнего и нижнего полумоста нужно оставить. Т.о. КЗ исключается. Оно может возникнуть лишь при пробоях транзисторов. Конечно остается только надеяться, что в этот момент не зависнет МК. Но если он даже и завис, есть еще предохранитель. Да и сам БП, ссылку на который я приводил выше, имеет защиту от перегрузок. Но вообще над этим пунктом нужно конечно подумать.

А че говорить- думать надо, книжки читать, статьи всякие, либо плюнуть на советы всех и самому нарисовать эквивалентную схему устройства для импульсных помех.... Вот тогда придется за голову хвататься...
Ну тогда LC фильтр и супрессоры.

Читаю, думаю... но и здесь консультируюсь.

Чтож, Вы

Насчет применений в БП в мостах и проч где имеем дело с мощными помехами, я солидарен с Rst7 - никаких кварцев!

и Вы

+1000
На "горячей" стороне никаких кварцев быть не должно...

окончательно меня убедили! Никаких кварцев!

Rst7 в посте N 5, только я бы коррекцию не делал в прерывании, неправильно это ИМХО...

Почему? Ведь прерывание как раз гарантируем нам, что синхронизация будет происходить в любом случае каждые n секунд, и не какой процесс не сможет помешать этому, если конечно не выключит прерываыния глобально.



И еще вопрос: я верно понял, что если даже я полностью развяжу через оптроны всю силовую часть и внешние датчики от МК и его обвязки, это не спасет от помех, которые могут привести к сбою МК? Те же оптроны имеют емкость. Помеха может быть просто наведена на ножки МК и тд. Т.е. оптроны здесь не сыграют решающей роли? Млм все таки можно так поступить, тогда и кварц можно будет вернуть? Хотя сильно сомневаюсь.

И еще: Всем, абсолютно Всем спасибо за Ваши советы, рекомендации и здоровую критику!!! Я очень Вам благодарен!!!

[Flasher]

И еще вопрос: я верно понял, что если даже я полностью развяжу через оптроны всю силовую часть и внешние датчики от МК и его обвязки, это не спасет от помех, которые могут привести к сбою МК? Те же оптроны имеют емкость. Помеха может быть просто наведена на ножки МК и тд. Т.е. оптроны здесь не сыграют решающей роли? Млм все таки можно так поступить, тогда и кварц можно будет вернуть? Хотя сильно сомневаюсь.

верно.если к тебе в схему попадет энергия помехи, то она должна куда-то уйти. как правило, при кривой разводке она уходит через все что можно на поверхность уравнивания потенциала создавая падения напряжения на всех цепях, в том числе и через частотозадающие цепи. Именно поэтому горе- разработчеги стараются избавиться от кварца, даже не понимая по какой причине они это делают. Основная задача-таким образом спроектировать схему и пп, чтобы помеха извне не залезла внутрь критических узлов. А дальше- рисовать эквивалентные схемы, думать и слушать истеричек про ненадежность кварцев в эпицентре ядерного взрыва.