Проблема с UC3843, силовой ключ со стабилизацией тока на индуктивность Опции

[king2]

Делаю драйвер шагового двигателя ШД5.

Схемку прилагаю.


На входе PWM меандр 20кГц TTL, на входе IN меандр 1Гц, питание 24в, к разъему P1 подключена обмотка двигателя (одна).
Диод D1 - IN5820, и с ним все работает нормально и правильно (резистором регулируется ток в обмотке - это видно при попытке сдвинуть его с места, форма сигнала похожа, ШИМ работает, и так далее).

Диод этот служит для защиты полевика от выбросов обратной ЭДС, и защищает-таки (видно на осциллографе). И вот решил я его заменить на TVS диод 1.5KE-50A, и ток вдруг резко упал (как и момент на валу двигателя). Окей, воткнул его последовательно с предыдущим шоттки, и вот когда супрессор замыкаю (остается только диод) - ток возрастает (по осциллографу - раза в 2-3), мерял на резисторе R5.

Доктор, что я делаю не так? всю голову поломал...


Что пробовал:
- диод шоттки на базу транзистора, на всякий случай, от отрицаловки
- диод на 3 ногу микрухи, от того же

В процессе экспериментов эффект исчез, теперь ток всегда маленький.
Более внимательное изучение осциллограммы показало, что на ноге 3 присутствуют большие пики

- RC-фильтр на ноге 3, резистор пробовал 1 и 3 ком, кондер от 22p до 10n - пофигу. Вплоть до того, что сигнал превращается в пилу, но импульсы все равно есть.

Я так понимаю, как раз они и портят всю картину, вызывая отсечку по току.
Всю голову поломал, так и не понял. Может есть какие-то мысли по этому поводу?

[Microwatt]

Диод этот вовсе не защищает сток от выбросов напряжения, его назначение принципиально другое.
Не стоит наугад менять компоненты, если назначение их непонятно.

[king2]

Диод этот вовсе не защищает сток от выбросов напряжения, его назначение принципиально другое.
Не стоит наугад менять компоненты, если назначение их непонятно.

Может тогда напишете, зачем он нужен и как будет правильно?

RC фильтр там нуже обязательно - 1K и 1Н (примерно). Если у Вас он с пульсациями не справляется, то вероятно виновата топология.
Вообще-то микруха не приспособлена для работы драйвером - у нее своя внутрення жизнь. Многое может зависеть от скважности импульсов по входу PWM - ограничение по току может не сравбатывать.

Вот именно такой и ставил, выбросы остались.
По поводу внутренней жизни - она ж простая как три копейки, выход error amplifier не задействован, стало быть по фронту входа PWM включается, но превышению 1 вольта на ноге 3 выключается..

Скважность регулируемая, пробовал всякую, эффект стабилен.

Схемку сами сочиняли?
Вот когда транзистор выключен, что должен думать контроллер по поводу "отсутствия" тока, который он хочет измерять и сравнивать?

Сам.

Когда транзистор выключен, на R5 будет ноль (когда ток в обмотке закончится).
Но на самом деле как предполагалось, из-за индуктивности обмотки ток будет колебаться где-то около 1 вольта на ноге 3, то есть 1 ампер при верхнем положении переменного резистора..

Я уже и массу-питание толстыми мегапроводами подключал, и кондерами обвешивал..
На Vref напряжение нормальное, без помех.

Есть, правда, мнение, что осциллограф С1-112.. ээээ.. как бы подипломатичнее.. не является лучшим представителем своего рода и поэтому показывает чушь, так что через пару дней попробую на другом. Но, с другой стороны, если бы там действительно был 1 ампер в верхнем положении переменника, то движок было бы трудно прокрутить.

[Tanya]

Сам.
Когда транзистор выключен, на R5 будет ноль (когда ток в обмотке закончится).
Но на самом деле как предполагалось, из-за индуктивности обмотки ток будет колебаться где-то около 1 вольта на ноге 3, то есть 1 ампер при верхнем положении переменного резистора..

Вот и досочинялись...
Когда транзистор выключен, ток будет течь через диод. Тот самый диод преткновения. Или.. отпущения.
Посмотрели бы лучше, как устроены нормальные драйверы шаговых двигателей внутри...
Стандартные.
Или просто их купили.
Allegro, TI, .... много разных есть.

[king2]

Вот и досочинялись...
Когда транзистор выключен, ток будет течь через диод. Тот самый диод преткновения. Или.. отпущения.
Посмотрели бы лучше, как устроены нормальные драйверы шаговых двигателей внутри...
Стандартные.
Или просто их купили.
Allegro, TI, .... много разных есть.

Эээээ... давайте определимся, о каком токе идет речь?
Если о токе, причиной которого является блок питания, то-таки нет, некуда ему течь, когда транзистор закрыт.
Если о токе, возбуждающем в обмотке при отключении транзистора ЭДС, то эта ЭДС должна гаситься через диод.
Замена его на супрессор позволяет тратить энергию из обмотки не всю, а только опасную для полевика Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). В данном случае при закрывании полевика ток продолжает течь (индуктивность, как-никак). Возбуждает в полном соответствии с физикой ЭДС, равную величине тока умножить на сопротивление. Которое при закрытии полевика будет что-то около бесконечности, (если мы берем идеальный сферический полевик в вакууме), то есть дофига. Вот все, что больше предельного напряжения на полевике минус напряжение питания (относительно него же напряжение возникает) - мы гасим супрессором, а все, что меньше, пусть себе течет. Это как бы логика такая была, вроде все верно, нет разве?

На драйверы смотрел, даже внимательно смотрел, везде, сволочи, диоды ставят. Иногда с целью, мною вышеописанной, стабилитроны последовательно с диодами. Ну а я вот решил супрессор поставить, вроде он должен работать, судя по его описанию.

Но даже не то интересно, почему ток возрастает, как то, откуда пик берется при ВКЛЮЧЕНИИ полевика и как от него избавиться.

[Microwatt]

Эээээ... давайте определимся, о каком токе идет речь?
Если о токе, причиной которого является блок питания, то-таки нет, некуда ему течь, когда транзистор закрыт.
Если о токе, возбуждающем в обмотке при отключении транзистора ЭДС, то эта ЭДС должна гаситься через диод.
Замена его на супрессор позволяет тратить энергию из обмотки не всю, а только опасную для полевика Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). В данном случае при закрывании полевика ток продолжает течь (индуктивность, как-никак). Возбуждает в полном соответствии с физикой ЭДС, равную величине тока умножить на сопротивление. Которое при закрытии полевика будет что-то около бесконечности, (если мы берем идеальный сферический полевик в вакууме), то есть дофига.

Не, давайте без дофига и сферических копыт.
Элементарный понижающий стабилизатор. Только короткозамкнут (стабилизатор тока) и роль индуктивности играют обмотки двигателя.
Закачали в двигатель ампер, выключили ключ, а куда энергия (LI^2)/2 должна деваться? Вовсе не рассеиваться в наугад поставленном сапрессоре.
Ток должен продолжать течь в обмотке , замыкаясь через диод. С минимальным сопротивлением, желательно. На коллекторе (стоке) будет добавка напряжения не более прямого падения на диоде.
Да, верно, физика, ЭДС, сопротивление, но не то сопротивление. Сопротивление открывающегося диода нужно брать.
Переверните рисунок и попробуйте увидеть в схеме степдаун (чоппер, понижающий стабилизатор).
И Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). лучше сразу привыкать 0.7, в крайнем случае - 0.8. Коэффициент 0.9 - попы и студенты применяют.
Алгоритмов измерения тока я не касаюсь.
Но, если уж стоит 3843, то зачем еще какой-то убогий PWM? Она сама себе законченный ШИМ и регулятор. Опять трудоустроить МК нужно?

[king2]

Не, давайте без дофига и сферических копыт.
Элементарный понижающий стабилизатор. Только короткозамкнут (стабилизатор тока) и роль индуктивности играют обмотки двигателя.
Закачали в двигатель ампер, выключили ключ, а куда энергия (LI^2)/2 должна деваться? Вовсе не рассеиваться в наугад поставленном сапрессоре.
Ток должен продолжать течь в обмотке , замыкаясь через диод. С минимальным сопротивлением, желательно. На коллекторе (стоке) будет добавка напряжения не более прямого падения на диоде.
Да, верно, физика, ЭДС, сопротивление, но не то сопротивление. Сопротивление открывающегося диода нужно брать.
Переверните рисунок и попробуйте увидеть в схеме степдаун (чоппер, понижающий стабилизатор).
И Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). лучше сразу привыкать 0.7, в крайнем случае - 0.8. Коэффициент 0.9 - попы и студенты применяют.
Алгоритмов измерения тока я не касаюсь.
Но, если уж стоит 3843, то зачем еще какой-то убогий PWM? Она сама себе законченный ШИМ и регулятор. Опять трудоустроить МК нужно?

По форме изложения - окей, извиняюсь

По току - да, я так и написал. Закачали в двигатель ампер, отключились, ток продолжает течь. При этом:
- если стоит диод шоттки, то он замыкается через диод
- если стоит супрессор, то он замыкается через супрессор, но только тогда, когда напряжение относительно HV достигнет напряжения пробоя супрессора. При этом на стоке будет напряжение не большее, чем напряжение питания (относительно него же обмотка подключена) плюс напряжение пробоя супрессора. То есть в данном случае супрессор просто работает как диод с большим напряжением открытия. Пока не открыт диод (шоттки или снаббер, неважно), напряжение растет, потому что сопротивление стремится к бесконечности. Как только напряжение достигает напряжения открытия диода (0.7 вольта в случае шоттки, или 100 вольт в случае супрессора), ток начинает замыкаться через диод (или супрессор). То есть качественных отличий быть не должно, только количественные. Видимо, качественные увидеть мне не дает недостаточные знания в этой области, если кто-то может помочь и объяснить, что же происходит, и в чем разница - буду благодарен.

На тему запаса по напряжению - у меня оно даже меньше, чем 0.6 - (100+24).200=0.62. Все равно не работает.

Вызывает вопрос утверждение, что диод должен быть с нимимальным сопротивлением. Это нужно зачем-то еще, кроме минимизации выделяющейся на диоде мощности?

Никто не запретит ТС подать внешний ШИМ на все драйвера,
только размах его д.б. уровня питания 384х,
а МК пусть руководит оборотами и реверсом ШД.

Тлько вот подача одного Герца на вход не понятна.

Нет, размех его должен быть TTL, в даташите на микросхему и по ее структурной схеме видно, что нога 4 штатно включается RC-цепочкой от внутреннего стабилизатора на 5 вольт, а нога 3 работает как компаратор с другим входом, подключенным к 2.5 - то есть опять же TTL должно хватать.

Подача одного герца - это просто тест, сейчас подключена только одна обмотка, двигатель не крутится, то есть идеальные условия, чтобы смотреть сигналы. Потом, конечно, МК будет как раз генерировать ШИМ разной скважности, управлять каналами, обеспечивать трансляцию DIR-STEP-ENABLE в импульсы для обмоток (У ШД5 нетрадиционная схема включения обмоток), плюс какие-то минимальные функции по программированию алгоритма переключения каналов (12-123 или 123-1234). Так что микроконтроллер в данном случае не просто попытка пристроить чип, а вполне осознанное решение.

..Может, за 0,5 секунды ток в обмотке не успевает упасть до нуля..?

Да вроде как успевает, если верить осциллографу. тут фишка-как раз в том, что включаем транзистор, идет пик тока (большой!!), после чего его плавное нарастание от нуля до какой-то величины (кстати, весьма медленное, и явно не до одного вольта). То есть там даже ампера не получается при 20кГц ШИМ.

[halfdoom]

тут фишка-как раз в том, что включаем транзистор, идет пик тока (большой!!), после чего его плавное нарастание от нуля до какой-то величины (кстати, весьма медленное, и явно не до одного вольта). То есть там даже ампера не получается при 20кГц ШИМ.

А вы посмотрите на собственную емкость примененного саппрессора, при включении транзистора она заряжается до напряжения питания, что и вызывает кратковременный всплеск тока.