Pomiar prądu zasilacza współpracującego z kostką TB6560AHQ

[mkot123]

Witam,

Jestem w trakcie projektowania płytek drukowanych dla scalaka Toshiba TB6560AHQ. Zapewne duża część z Was dobrze go zna - jest to sterownik silników krokowych mogący pracować w trybie mikrokrokowym (i nie tylko).

Mam już gotowy zasilacz, w którym zrealizowałem w prosty sposób pomiar pobieranego prądu. Tutaj właśnie pojawił się pewien problem.
Poniżej przedstawiam zdjęcie samych wyjść zasilacza. +5V służy do sterowania logiki układu, natomiast +24V zasila stopień mocy. Zastosowałem rezystor bocznikujący 0,47Ω, 5W.


Mój problem polega na tym, że nie jestem do końca pewien w jaki sposób podłączyć układ TB6560AHQ, ażeby pomiar prądu funkcjonował prawidłowo. Według noty aplikacyjnej układ ten ma osobno wyprowadzoną masę logiki i mocy, a więc wszystko byłoby w porządku.


Czyli teoretycznie powinienem zrobić tak:


Zastanawia mnie jednak czy poprawnie będzie pracował układ pomiaru prądu silnika zrealizowany na rezystorach podłączonych do wyprowadzeń NFA i NFB (piny 11 i 14).

Jeżeli zrobię tak jak przedstawiłem na schemacie wtedy podniosę potencjał masy, do której podłączone są te rezystory i tym samym zmniejszę prąd płynący przez silniki. Nigdzie w dokumentacji nie jest napisane względem, której masy układ mierzy napięcie na NFA i NFB.

[tuxcnc]

Mówiąc wprost, to jakiś idiotyzm.
Jedyne co ma sens to wpięcie amperomierza w obwód zasilania +24 V, tylko też nie bardzo wiadomo po jasną cholerę.
Przecież to jest układ stabilizacji prądu, więc co niby chcesz zmierzyć ?
Co najwyżej czy zasilacz nie siada i przy jakich obrotach prąd zaczyna spadać, ale to przecież będzie widać i bez pomiaru.

.

[mkot123]

Pomiar prądu ma służyć zabezpieczeniu zasilania. Działa on zero-jedynkowo, czyli ustawiamy np. próg 3 A i jeśli prąd będzie większy procesor zarządzający całością podejmuje odpowiednie działanie. Poza tym z tego samego wyjścia będą zasilane jeszcze inne układy i chciałbym dobrze go zabezpieczyć.

[tuxcnc]

Pomiar prądu ma służyć zabezpieczeniu zasilania. Działa on zero-jedynkowo, czyli ustawiamy np. próg 3 A i jeśli prąd będzie większy procesor zarządzający całością podejmuje odpowiednie działanie.

To są herezje.
Zanim procesor podejmie jakiekolwiek działanie, pięć razy zdąży pójść dym.
Zajmij się czymś innym, bo tylko czas marnujesz.

.

[mkot123]

A słyszałeś kiedyś o czymś takim jak przerwania?
Podam przykład - jeśli nie wierzysz, że to zadziała to polecam samemu sprawdzić - ja już to zrobiłem.
Moje silniki pobierają dokładnie 1A prądu na fazę.
Przykładowo ustawiam 2-2,5A jako próg bezpieczeństwa.
Jak myślisz ile potrwa reakcja na przerwanie zewnętrzne procesora pracującego z częstotliwością 168 MHz - razem z wykonaniem procedury przerwania, czyli zmianą stanu jednego wyjścia pracującego z częstotliwością 100 MHz możemy spokojnie liczyć w nanosekundach.
Doliczmy do tego przeładowanie bramki tranzystora PMOS za pomocą prostego drivera na tranzystorze bipolarnym - ten czas oczywiście będzie znacznie dłuższy niż reakcja procesora. Ładunek w bramce to około 120 nC przy napięciu 15V (takim steruję bramkę) daje 8 nF do przeładowania. Rozładowanie tej pojemności z 15V do 3V, przy których tranzystor już praktycznie nie przewodzi (według noty IRF4905) przez rezystor 3,3k potrwa 42,5 µs.
Czy ten czas wystarczy na spalenie TB przy założeniu, że zabezpieczenie jest ustawione dużo poniżej jego prądu maksymalnego? Odpowiedź jest chyba oczywista.

W ogóle nie rozumiem skąd ta agresja.
To, że człowiek chce się czegoś dowiedzieć i nauczyć od innych bardziej doświadczonych ludzi nie oznacza, że jest skończonym idiotą i trzeba go od razu zmieszać z błotem.

[noel20]

Hej,
działanie układu związane z pomiarem prądu na cewkach silnika rzeczywiście może źle działać. Najprostszym rozwiązaniem jest przeniesienie bocznika w dodatnią gałąź, choć zapewne będziesz mierzył spadek na boczniku wejściem adc, więc wtedy musisz zastosować przynajmniej wzmacniacz op.
Aha kilka mikrosekund to dla TB zapewne za dużo pójdzie z dymem. Z resztą z tego co napisałeś chcesz zasilacz zabezpieczać. Tylko po co? Zasilacz musi być taki, żeby wytrzymał ekstremalne zdarzenia. Wystarczy bezpiecznik.

[sajgon]

...Czy ten czas wystarczy na spalenie TB przy założeniu, że zabezpieczenie jest ustawione dużo poniżej jego prądu maksymalnego? Odpowiedź jest chyba oczywista.

Nie jest taka oczywista , bo w zasadzie nikomu nie udało się jednoznacznie określić od czego padają układy TB.
To że nagle zdejmiesz zasilanie , wcale nie oznacza że uchronisz układ od zniszczenia. Może się okazać że go tym bardziej dobijesz.

Nie czuje się mocny w elektronice, ale dość dokładnie starałem się śledzić wątki związane z TB ,chciałem nawet poskładać sterowniki na tych układach, lecz stwierdziłem że nie stać mnie na puszczanie sygnałów dymnych i zrezygnowałem.

[mkot123]

Bardzo dziękuję sajgon i noel20 za KONSTRUKTYWNĄ odpowiedź

W takim razie będę musiał sprawę jeszcze przemyśleć.

W takim razie co może jeszcze zabijać TB? Prawdopodobnie może to być zbyt wysokie napięcie zasilania stopnia mocy poprzez jego wzrost na skutek Back EMF. Czy do zabezpieczenia się przed taką ewentualnością wystarczy odpowiedni transil z dostatecznie niskim Clamping Voltage - poniżej dopuszczalnego napięcia zasilania TB?
A może stara dobra zenerka z tyrystorem?

[sajgon]

W takim razie co może jeszcze zabijać TB?

Chodziły i chodzą różne teorie i hipotezy.
Pisano o indukowanych szpilkach , o badziewnych diodach do ich gaszenia. Pisano o dymie w przypadku pracy układu bez obciążenia. (nagłe wypięcie silnika)
Z tego co pamiętam, to kolega Tuxcnc walczył z szumiącymi transoptorami na wejściach, które to też powodowały zgony.
Zimne luty ( to w gotowych chińskich sterownikach -niebieskich , czerwonych )
Problemy z funkcją obniżania prądu na postoju.
Jeszcze by się coś pewnie znalazło do tej wyliczanki.

Ogólnie mówiąc cały układ TB to wielki znak zapytania i jeszcze większa loteria. A szanse w niej masz tak mniej więcej 50:50

[noel20]

Układ redukcji prądu postoju ja mam wyłączony, ale on raczej problemów nie powoduje. Na wejściu mam transoptory 6n137, więc też problemów nie ma. Na wyjściach nie mam założonych diód. W czerwonej wersji chińczycy przeczytali datasheeta od toshiby i ich nie zakładali, bo one w wersji niebieskiej powodowały jakieś zaburzenia w odprowadzeniu prądu zaindukowanego w cewkach.. Napięcie zasilania musi oczywiście być rozsądne, bo wszystko się spali.
Ja do zasilania używam zasilacza impulsowego 36V 350W z obniżonym napięciem do 34V i na wejściu zasilającym sterownika jak i równolegle do wszystkich cewek silników założone transile bipolarne 36V 1,5KE i wszystko śmiga jak ta lala.