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yang

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局部短路为什么会引起其他共地的模块损坏,大牛路过帮忙分析一下

电路示意图.jpg
电路如图,输入总电源为48V电池,在调试中发现TVS管SMAJ58A由于老化变低阻态后(也可能短路),48V电流变大,而且为造成48V-5V DCDC电源损坏没有输出,5V供电的ARM核心板输入短路,其他的5V供电模块大部分都是输出端口损坏。有没有大牛分析一下,是不是由于共地的原因,短路的浪涌电流过大引起了这些模块输出端口的损坏?具有是原因跪求大牛分析。

回帖(20)

贾埃罗

2021-7-23 18:45:41
@松山归人 请老师帮忙指点
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王栋春

2021-7-23 22:04:22
为何加入TVS管,如果为了过压保护何不改成压敏电阻
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  • yang: 压敏电阻反应速度不够快
  • 王栋春 回复 yang: 低压线路当中过压保护速度应该要求不高吧
  • yang 回复 王栋春: 20KHZ左右的周期尖峰,使用TVS管效果好一点,不过后面改进不要这个TVS管了,因为固态继电器的耐压值比Z这个TVS管高
  • 王栋春 回复 yang: 固态继电器要加阻容吸收器的
  • yang 回复 王栋春: 这个阻容已经加了。其实这个电路有的缺点,就是共地。而且这个地的顺序是DCDC,DCDC供电的5V电路,才到TVS管这里。所以,我怀疑是不是TVS管短路后,造成地上的浪涌电流过大,造成了什么影响,致使DCDC及其负载电路的输出损坏,所有芯片的输入反倒没有损坏,都是损坏输出。这种事故,大侠遇见过吗?

99714836

2021-7-24 09:10:25
最好把48v,5v电源隔开,2组电源分别供电是最佳供电方式,可以稳定提供最佳输出带动负载。
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  • yang: 后续会改成隔离设计

99714836

2021-7-24 09:18:38
一个是拖动电路,一个前置微电压控制,当然应当将前置控制电路电源分开提供更合适。
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  • yang: 后续会更改成这样

deerdda1

2021-7-24 09:55:32
要知道在损坏的过程中,各种接口的状态是什么状态,呵呵,就这一个简单的示意,无图无真相,估计没人知道,没人是神仙
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  • yang: 前面画的图连接前后顺序不够清楚。这个地是先到DCDC和所有5V模块,在到TVS管后面的电路。具体是,
    每次TVS管短路后,会引起LM5576组成的DCDC模块损坏没有5V输出,其他有LM5576供电的模块也都损坏。我用的是固态继电器,电机的反向电压不会影响到其他电路。按道理,TVS管短路后48V母线电源就会短路,LM5576模块就没有了48V输入,况且短路电流也不会从LM5576模块流过,为什么每次它都会损坏呢,而且测量输入输出的阻抗总是输出阻抗变低,同时LM5576的SW没有信号输出。 难道是这个共地的顺序在短路的时候大电流引起了地的较大变化导致LM5576输出损坏吗?

yang

2021-7-24 21:40:19
其实,我就是想问问各位有没有碰到局部短路,引起其他共地的电路模块损坏的情况。而且基本上都是输出端口损坏。
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99714836

2021-7-25 09:59:21
其实很多基本设计电路控制及拖动电路电源都是最基本的常识,只有学好基本设计思路,许多问题本来都是可以在设计前在方案中优先取舍的,所以还是那句话,学好用好,多实践是对电路设计最佳方式。
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  • yang: 不知是否有何可以指点的?

99714836

2021-7-26 14:03:40
可以指点的,把要提出的问题,明白说清楚就可以。
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99714836

2021-7-26 14:08:26
许多设施不是神仙创造的,都是已经掌握技术能手,奋斗刻苦创造出来的,也不要把技术搞的那么神秘,尊重科学,刻苦奋斗就一定能够创造出奇迹。
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  • yang: 你好,我在下面贴出了具体的电路图。所有电路模块均是自己设计的,都放上来过于庞大,我重新整理了原理框图,还有继电器部分的详细电路图。烦请指教!

杨文

2021-7-26 14:56:55
@游杰华 我发表的那个电路框图我重新更改了一下,还有实际的继电器电路。
电路示意图.png 继电器电路.png
     实际的连接是48V的电池供电,电路系统全部共地,包括功率地和信号地。之所以这么设计,是因为想到用的是大功率的锂电池供电,电源质量非常好,而且把电池比作一个大电容,这样就可以滤波掉地线上的干扰。这里用到TVS管做电压过冲抑制,效果不好,TVS不能长时间的抗住电机启停产生的反向冲击。
      实际应用中,TVS管使用一段时间后就会老化变低阻态或击穿,然后共地的5V模块受损。具体现象是,每次TVS变低阻或短路后,会使得共地的5V模块受损,受损现象是这些模块的敏感芯片(比如电源芯片LM5576,语音编码器AD1981B,模数转换器AD7918)输出端口均变成低阻态,反而用万用表测输入端口的阻抗值均正常。实际应用中还发现,保险丝额定值比较大的时候,起不到保护5V模块的作用,必须取值小才能起到熔断保护的作用。
      因此,根据调试发现的现象,不应该是电机的反向冲击损坏低压的5V模块,如果是的话,在TVS管坏之前就应该打坏这些5V模块。所以,我认为是一种局部的短路,造成了什么影响,使得低压工作5V模块敏感芯片的输出端口受损。是不是短路后,地线上突然出现一个较大的浪涌电流,使得敏感芯片的输出IO被击穿?但是具体的怎么影响的,不是太清楚。正常理解是,这些负载对于48V电源来说是并联的关系,局部短路的话,不会影响其他模块,所以我定位在共地的影响上。希望有大侠能帮忙分析具体原因。
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  • deerdda1: 为什么电机驱动器的48V供电会用D1-D4这种方式控制?怀疑D1-D4被烧毁后,电压通过你图中的隔离栅极驱动器进去的
  • 杨文 回复 deerdda1: 由于是电机的功率是48V/50A左右,所以自己做了个由栅极隔离驱动器和外置的D1-D4 N-MOS管做的固态继电器。栅极驱动器没有坏,电压也不可能通过栅极驱动器进去,因为我用的是光电隔离的栅极驱动器。
  • 电路示意图.jpg

杨一虎

2021-7-27 16:17:25
受到警告
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99714836

2021-7-28 13:57:22
你可以先用一组5v电池组,测试前端控制进行系统测试,看看整个过程中,会产生出哪些问题,然后再比较48v电池组后续出现的问题,就可以明确问题点了。
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99714836

2021-7-28 13:59:16
在弱电系统中,尽量避免动力电源同前级控制电源供用,目的是可以稳定控制及避免相互干扰。
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99714836

2021-7-30 14:16:03
仔细看了一下你对故障的描述,感觉是电动机的反电势串入到电源,后冲击弱电5v控制电路,可以在前级5v电源电源供电前,设置浪涌吸收过滤回路及过电压吸收,会改善控制电路的稳定性的。
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  • yang: 一开始我也是这么认为的,但是电机压根就没有动作。确定的现象是,TVS管一烧穿,这些5V控制电也就跟着坏了。
  • 石工 回复 yang: 方便的加个qq聊聊,有点乱

99714836

2021-8-4 10:39:16
是电机驱动电势器里面的电磁电感反冲击引起的,虽然电机没有运转,电机前端驱动电势器里面的电磁电势在前端已经冲击tvs啦。
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99714836

2021-8-11 15:54:46

99714836

2021-8-11 16:05:41
其实48v的直流电源,其中输出5v电压只是从48v取得,在正常情况下一把不可能会受到电压影响,反复出现击穿烧毁就证明直流电压内含高压反电势冲击了低压电源,做到释放反电势就解决了。
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  • yang: 游泳老师,我百思不得其解的是,每次都没有把DCDC的输入端打坏,而是打坏DCDC的输出端,把输出端直接变成对地了低阻态

孔令伟

2021-8-11 21:05:05
固态继电器和地线布置不合理引起的问题。
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  • yang: 这个怎么理解?

99714836

2021-8-19 10:19:16
急速电流在输出端释放,当然会在瞬间击穿设备,很正常的,避开反电势就可以避免在出现这样的故障。
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