Wir müssen einen integrierten DC-Motorcontroller/-treiber entwerfen, der unter Mikroprozessorsteuerung steht. Aus Platzgründen befinden sich die digitalen und analogen Schaltkreise entweder auf einer einzigen Leiterplatte (denken Sie an die Größe von PC104) oder sie werden übereinander gestapelt (wiederum ähnlich wie PC104-Platinen gestapelt werden). Die Lastanforderungen betragen ca. 10A bei 30V. Der Stillstandsstrom kann bis zu 25 A betragen.
Um die Steuerung vor dem Motor zu schützen, wollen wir die Steuersignale isolieren. Tatsächlich sind sogar die Stromversorgung und die Masse für die digitale und die analoge Seite unterschiedlich. (Beachten Sie, dass dies bedeutet, dass die Masse der analogen Seite eine völlig andere Spannung haben kann als die Masse der digitalen Seite.)
Meine Fragen sind: Was ist ein guter Weg, um diese beiden Domänen zu isolieren (vielleicht Optokoppler?). Die Signalisierungsrate zwischen den beiden Domänen muss etwa 1 MHz betragen.
Außerdem mache ich mir ein wenig Sorgen über das Rauschen des Motors, das die digitalen Schaltkreise beeinträchtigt, selbst bei ordnungsgemäßer Isolierung der Steuersignalleitungen. Schon die räumliche Nähe zu einem Motor bereitet manchmal schon Probleme, geschweige denn die räumliche Verbindung. Ich würde gerne von Ihren Erfahrungen beim Bau von Motorsteuerungen/Antrieben hören, damit wir nicht die gleichen Fehler machen.
Optokoppler können in vielen Anwendungen verwendet werden, aber beachten Sie, dass die Schaltgeschwindigkeiten begrenzt sind. Digitale Isolatoren (analoge Geräte usw.) mit magnetischer oder kapazitiver Kopplung sind viel schneller, aber etwas teurer. Wir hatten viel Glück mit all diesen Ansätzen. Im Allgemeinen reichen Optokoppler (normalerweise mit externen Treibern oder Treibern wie Avego HCPL-3120) aus, da die Schaltgeschwindigkeiten bei Motoren selten über 100 kHz liegen. Verwenden Sie Gate-Treiber, die schnell genug und leistungsstark genug sind, um Schaltverluste unter Kontrolle zu halten. Ziehen Sie für analoges Feedback Isolationsverstärker (TI, Analog Devices), LEMs oder Optoamps (Avego) in Betracht. Wir werden die Steuerschaltungen oft heiß machen und nur die Steuerinformationen ein- und auskoppeln. Was das Rauschen angeht, vermeiden Sie es, Strom durch die Masse von Steuer- oder Messschaltkreisen zu führen. Verwenden Sie nach Möglichkeit geerdete Steuerplatinen mit einer einzigen Erdungsverbindung zur Stromversorgungsmasse. Ich habe erfolgreich eine kleine 2-Schicht-SMT-Steuerplatine (einseitig geerdet) in einem Stromversorgungssystem mit 83 Ampere Spitze bei 385 Volt und 62,5 kHz verwendet und hatte bisher nicht einmal ein bisschen Probleme mit Rauschen. Das SMT wird mit kurzen Abstandshaltern direkt auf den Leistungsgeräten montiert und erhält seine Steuersignale über einen 8-Pin-Header.
Opto-Isolation ist der richtige Weg. Ich habe es zum Ansteuern eines Hochspannungs-Ultraschallverstärkers von einem MCU-Wellenformgenerator verwendet und es wird häufig für Motortreiber verwendet.
Durch das Filtern der MCU-Versorgung und die Verwendung von TVS wie AVX TransGuards werden andere Probleme vermieden, die sich aus der Nähe von hohen Spannungen und Strömen sowie Transienten in der Netzversorgung ergeben.
Vielleicht möchten Sie sich zusätzlich zu den typischen Perleninduktivitäten, bei denen Strom- und Steuersignale in den digitalen Bereich gelangen, Gleichtaktdrosseln und Durchführungskondensatoren ansehen.
Verwenden Sie einen Hochgeschwindigkeits-Optokoppler (1 MHz ist kein Problem mit den Hochgeschwindigkeits-Optoisolatoren - ich habe Datenblätter mit bis zu 100 Mbit / s gesehen!) Und führen Sie eine geteilte Grundebene unter diesem Optokoppler aus.
Für "industrielle Anwendungen werden meiner Meinung nach Differenzstromschleifenschnittstellen bevorzugt, da sie Spannungsabfälle über lange Kabelstrecken verarbeiten und weitaus immun gegen Rauschen sind.
MikeJ-UK