Развязка лог. сигналов цифровой части и драйвера Опции

[Finarfin]

Закладываю для питания трёхфазного безщёточного двигателя три полумоста на mosfet`ах и для управления ими – драйвер IR2130  ir2130d.pdf ( 170.76 килобайт ) Кол-во скачиваний: 441
.

Земля этого драйвера должна быть соединена с силовой землёй. Относительно этой земли драйвер будет воспринимать входные логические сигналы. А надо взять эти сигналы с цифровой части, потому нужна либо развязка, либо чтобы земли силовая и цифровая друг от друга не уплывали более чем на 0,5 B мгновенного (!) значения (именно 0,5 В из интуиции, а не расчёта), т.к. иначе возможны ложные срабатывания драйвера, и как следствие – риск коротких сквозняков и уменьшение надёжности прибора.

Industrial и тем более commercial компоненты не годяться. Нужны military, потому что эта штука будет летать в космосе.

Есть микросхемы гальванической развязки на оптопарах (оптокоуплеры) фирмы Avago Technologies, тестируемые по MIL-PRF-38534, например 5962-8767904FC. Якобы они обладают "High Radiation Immunity". Однако открываем application notes и видим:

Total doses as low as 10^4 rads(Si) can impair optocoupler performance through increased leakage currents.

Но 10 килорад это мало даже для индустриальных микросхем. На графике 3 в этой appnote видно что оптика мутнеет на 10% уже на одном килораде. Ведущий конструктор категорически против применения оптопар в лётных приборах.

Посоветуйте развязку не на оптопаре. Никак не могу найти military. Или может стоит собрать гальваноразвязку на рассыпухе – логических буферах триггерах и кондёрах?

Увы, человека который тыкался в подобных схемах с осциллографом сегодня нет и вообще поймать его трудно, поэтому какое напряжение может быть между землями сказать не могу. Могу только сказать что двигатель EC-max 16 и напряжение силовой части 12V.

Есть у меня и хитрый план :)
Что если непосредственно вблизи драйвера поставить между полигонами DGND (цифровая) и PGND (силовая земля) два встречно-параллельно включенных диода Шоттки, и также вблизи драйвера поставить обычный логический буфер с заземлением на вот этот полигон DGND. Взять диоды с большим допустимым импульсным током, быстродействующие.

Тогда с одной стороны разница потенциалов между землями не будет больше +/- 0,3-0,4 V, и драйвер не будет иметь ложных срабатываний, а с другой стороны по полигону цифровой земли могут идти импульсы от силовой части.


ЗЫ кто будет советовать трансформаторы – ШИМ 15кГц, места на плате мало. Сколько не могу пока сказать :(

[_Pasha]

не только аваго
изоком в частности.
Думается, из-за низких требований к deadtime и dU/dt можно смело расширять круг оптронов, пригодных для изоляции управлялки. Удачи

[d-f-m]

Любой оптрон - самый ненадежный элемент конструкции.
Деградирует и светодиод и фотодиод/фототранзистор.
Особенно в широком температурном диапазоне.
Если нужен долгий срок службы - лучше от них оказаться.

Сообщение отредактировал d-f-m - Mar 10 2011, 16:08

[Finarfin]

Ну вот и мой старший товарищ ведущий тоже так считает, что оптроны в космос всё же пока что пускать нельзя. Я не вижу причины не согласиться.

Решили пока что раз уж между землями большой разницы потенциалов не наблюдается, и кроме того IR2130 умеет отключать мосфеты, если падение напряжение на токоизмерительном шунте превысит допустимый уровень, то даже если из-за каких-то наводок и паразитной индуктивности цепи заземления драйвер на какой-то момент ложно распознает состояние входов, то мост не сгорит.

Тем более по постоянке между землями разницы потенциалов больше каких-то милливольт не должно быть, только переменные наводки.

Для подстраховки решили сделать как я писал

Что если непосредственно вблизи драйвера поставить между полигонами DGND (цифровая) и PGND (силовая земля) два встречно-параллельно включенных диода Шоттки, и также вблизи драйвера поставить обычный логический буфер с заземлением на вот этот полигон DGND. Взять диоды с большим допустимым импульсным током, быстродействующие.

И завешать всё кондёрами поосновательнее

[d-f-m]

Есть вариант развязки без оптопар:

http://www.analog.com/ru/interface/digital...ts/product.html
http://www.analog.com/ru/interface/digital...ts/product.html
http://www.analog.com/ru/interface/digital...ts/product.html

Сам еще не пробовал, но интересные устройства.

[repairDV]

Насчёт оптопар - не знаю. Скорее всего, всё зависит от того, какие токи через них пропускаются. Например, были такие примеры, на ж/д. Используются отечественные диодно-транзисторные оптопары для развязки интерфейсной платы в микропроцессорном устройстве, управляющем ВИПом 4,6 кАмпер. Название оптопар уже не помню (хотя часто в последнее время чиню эту плату). Оптопары - без ромбиков на корпусе. Сама плата была разработана космической фирмой. Они поставили резистор по входу 270 ом, питание - 5-вольтовое. За 10 лет эксплуатации электровозов, при температуре летом +39 в тени (а в корпусе электровоза - гораздо больше, настоящее пекло) до - 39 зимой, ну, в корпусе электровоза - градуса на 3-4 выше - не было ни одного сбоя в работе. Затем они зачем-то заменили этот резистор по входу на номинал 100 Ом и - начались проблемы. Появилась типовая неисправность - эта оптопара стала выходить из строя: пробой, или выгорание фотодиода. Так что, я бы так не сказал, что оптопары - это ненадёжные элементы.

[d-f-m]

Насчёт оптопар - не знаю. Скорее всего, всё зависит от того, какие токи через них пропускаются. Например, были такие примеры, на ж/д. Используются отечественные диодно-транзисторные оптопары для развязки интерфейсной платы в микропроцессорном устройстве, управляющем ВИПом 4,6 кАмпер. Название оптопар уже не помню (хотя часто в последнее время чиню эту плату). Оптопары - без ромбиков на корпусе. Сама плата была разработана космической фирмой. Они поставили резистор по входу 270 ом, питание - 5-вольтовое. За 10 лет эксплуатации электровозов, при температуре летом +39 в тени (а в корпусе электровоза - гораздо больше, настоящее пекло) до - 39 зимой, ну, в корпусе электровоза - градуса на 3-4 выше - не было ни одного сбоя в работе. Затем они зачем-то заменили этот резистор по входу на номинал 100 Ом и - начались проблемы. Появилась типовая неисправность - эта оптопара стала выходить из строя: пробой, или выгорание фотодиода. Так что, я бы так не сказал, что оптопары - это ненадёжные элементы.

Спросите, кто ремонтирует БП телевизоров. Там оптопара - один из расходных материалов.

Верхняя граница температуры оптопары 100...110 градусов.
Есть изделия, которые работают при температуре 125 градусов, кратковременно при 150.
Сюда оптопару лучше не ставить.

Статья где немного затрагивается надежность оптопар

Подробное исследование читал, но не нашел.

[_Pasha]

АДуМЫ логические автомобильные - на них нету радхард аналога?

[repairDV]

Это которые для SPI используют? Такая фигня. SI844X надо.

[_Pasha]

Это которые для SPI используют? Такая фигня.

Чем конкретно фигня? Оч. интересует.