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[问答] 请教如何解决电机驱动电源纹波比较大的问题?
921 电机驱动 电机控制 电源 纹波
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最近做了1个电机的单向驱动,MOS是用的英飞凌的BTN8962半桥芯片电机控制要求不高,单向转动,利用PWM调速即可,电机是12V/50W永磁有刷电机。原理图如下:
7.png
实际测试发现电机工作时会导致电源电压很不稳定,有较大的纹波。测试使用的电源为普通开关电源(longwei,30V/3A两路并联),电源到控制板线长0.5m;控制板到电机线长0.5m(按照实际需要的线长做的)。测试时电机为空载,电流约1.4A。测试结果(如下图(PWM频率20K),下图中蓝色为TP3点的波形,黄色为电源电压波动。这个纹波导致的结果就是470uF(C23,放在BTN8962附件)的电解电(松下:ECA1HHG471)发烫;
8.png
现在需要解决的问题是如何减小这个纹波,避免电容发烫,同时也为了减小EMC;

已经尝试的解决方法:

  1、修改mos管的开启和关闭速度。H桥是集成的,只能通过外面的电阻R28修改其开关的上升和下降时间。现在这个电阻已经改到差不多80K了(3个232K并联),从上图也可以看出MOS管的开启和关闭时间很长,这样纹波会有所改善(如上图),之前R28为10K时,纹波接近±1.3V,电容很快就会烫);但是带来一个新的问题,MOS管损耗严重,发热大;

   2、电机和地、和电源之间并RC吸收回路,尝试了不同的组合,均无明显改善;

   3、改变PWM频率,将PWM频率改到5K,纹波会增大

   4、再并一个470uf的电容,纹波无明显变化

   5、缩短电源线的长度;缩短电机和控制板间连线长度,纹波有那么一点点改善,但基本上看不出效果;

   还请各位高手指导!望不吝赐教,非常感谢!


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2019-10-18 09:18:38   2 评论 分享淘帖 邀请回答
2 条评论
  • 2019-10-18 14:34

    大佬需要二三极管、场效应管、桥堆元器件料号的可以帮您免费拿样试样。

  • 2019-11-21 15:06

    你好  我是德国trinamic步进驱动代理商。trinamic驱动,加速度,减速度,相序分配,细分都不需要自己写了这个芯片完全集成这个功能,还具有失速检测功能可以检测超载,避免共振和丢步.。QQ 195687864

24个回答
如果在电机的两端反并联一个续流二极管呢?
2019-10-18 09:19:23 评论

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MOS管内部已经自带了续流二极管。
2019-10-18 09:19:37 评论

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会不会是你的电源驱动能力不足?
2019-10-18 09:19:49 评论

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谢谢回复!
空载电流大概1A,电源用的是普通的开关电源,30V/3A,2路并联的;这个电源应该是可以的,实际用了更大功率的电源测试过,结果是一样的
2019-10-18 09:20:01 评论

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请问:INH的信号状态是什么情况
2019-10-18 09:20:13 评论

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图中蓝色波形为IN的波形,INH一直为高电平,使能BTN8962;黄色还是电源的波动
9.png
2019-10-18 09:21:09 评论

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你的接法有问题,应该是电机的+接电源,电机的-接VOUT ,上桥关闭.分析:
INH为H,上桥一直是开通,IN由低到高,即下桥开通,这是不容许,两个MOS同时导通,即电源对地直通.
按你现在的方案,下桥必须是关闭的,上桥进行PWM
2019-10-18 09:21:20 评论

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我还是认为是 续流问题 我的开关磁阻电机拓扑结构类似有刷电机的拓扑,目前还没有出现这个电源纹波脉动很大的情况。另外一个 我是第一次看到这个英飞凌的这种H桥集成芯片做成的这种拓扑,见识少了
2019-10-18 09:21:40 评论

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这个芯片是这样工作的,INH为使能端,INH=1,上下桥的MOS管才有可能被打开;IN为上下桥开关,IN=1,上桥开,IN=0,下桥开;

你说的这种情况是不存在的,类似于L298这样的器件,其实都是采用同样的工作方式
2019-10-18 09:23:26 评论

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能否看下您的拓扑结构呢?同样的电机,同样的线路和控制方法,我用L298驱动,纹波大概250mV
现在半桥芯片很多的。
2019-10-18 09:23:37 评论

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我把L298接成了上图中典型的应用方式,具体接法是:EnB=1;In3=1;In4=PWM,OUT4接电机线圈一端;电机线圈另一端接地,实际测试,纹波小于250mV
9.jpg
目前看来,2者唯一的区别就是L298导通内阻比较大,BTN8962导通内阻小;这是我能想到的区别了,其他基本上是一模一样的,滤波电容,导线长度等
2019-10-18 09:24:26 评论

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电容发热不正常的,是否电容异常,另外电机上有文波正常啊,你是用PWM方式驱动的关系吧。你把它做常开输出是否正常?
2019-10-18 09:24:36 评论

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我用过类似的片子不过是用镍氢电池供电的,50W的电机用3A的电源我感觉小了电机通电瞬间电流是很大的,还有你的PWM频率是多少和电机匹配吗。
2019-10-18 09:24:45 评论

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谢谢回复!
电源是2个3A并联的,这个电机的内阻是0.5欧,启动瞬间的电流应该很大,从波形图也可以看出来是开关开通的瞬间纹波比较大,关闭的时候基本上没有;
PWM频率我尝试过5K、10K,20K。频率高,纹波要小一些,但是还是让电容发烫,同时我也担心传导辐射过不了;电机是客户给的,找不到相关参数;

我直接用汽车上的电瓶供电,纹波也是一样的
2019-10-18 09:24:58 评论

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那给470uF并联一个10uF的电容试一试
2019-10-18 14:03:03 评论

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2019-10-18 16:06:56 评论

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加电容,滤波试试看!
2019-10-21 15:39:26 评论

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看到了你的电机50W的,正常工作电流不大,启动瞬间最大,从你的波形来看电源是有规律性的纹波,基本可以确定是受电机启动的影响,这种纹波的产生就一种原因,电供应不上,建议楼主更换更大的电源测试,楼主说用蓄电池试过还是不行,建议你输入端加功率电感组成CLC滤波,滤波频率根据你PWM频率来定,8962没有用过,之前用过7960,建议楼主SR下拉电阻不要调太大,如果你前端处理不好,这地方做再多只会对芯片有损伤,并没有任何作用
2019-10-23 10:43:40 评论

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本帖最后由 lm12041204a 于 2019-10-24 16:23 编辑

从功率方面考虑一下呢,一般电动机启动电流是额定工作电流的4~7倍(功率小些的电动机启动电流和额定电流比值要小些)。
两路普通开关电源30V/3A并联,功率180W算吧。
永磁有刷电机12V50W,内阻0.5欧电机空载电流约1-1.4A。

启动电流本来就是额定电流的4~7倍了,再加上电热功率……
如果不是空载启动,电热功率还要大了。


要不,在电源上并个大法拉电容,10-30F,电机启动时电源波动应该有明显改观 :)

2019-10-24 15:47:12 评论

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