Измерение тока на стороне Н-моста: токовый сигнал с колебаниями, почему?

Моя проблема заключается в следующем: я использую две микросхемы H-моста DRV8842 для управления двумя разными коллекторными двигателями постоянного тока, я намерен использовать ПИ-регулятор для токового контура. Схема выглядит так:Схема драйвера двигателя и измерение тока на стороне низкого напряжения

и разводка печатной платы:Плата драйвера двигателя

Для измерения тока я использую микросхему INA301 от Texas Instruments для измерения низкого напряжения и шунтирующий резистор 30 мОм. Для измерения тока я использую прерывание АЦП в середине импульса ШИМ, чтобы проводить измерения каждый раз, когда транзисторы закрыты. Я заметил, что при низкой скважности мои текущие показания были выше, чем при увеличении скважности (частота ШИМ 20 кГц). Когда я проверил сигнал напряжения на резисторе и после INA301, я заметил колебания в сигнале, как показано на рисунке:Текущий сигнал для 10% рабочего цикла

Синий сигнал измеряется непосредственно на клеммах шунтирующего резистора. А входной сигнал на АЦП выглядит так для случая скважности 10% и 50%:

Текущий ШИМ с рабочим циклом 10% Текущий ШИМ с рабочим циклом 50%

Синие сигналы представляют собой напряжение резистора, усиленное INA301 и отфильтрованное фильтром нижних частот с помощью RC-фильтра с частотой среза ~ 1,3 МГц. Поскольку я делаю выборку в середине импульса, для низких рабочих циклов я считываю это пиковое значение, а не значение установившегося состояния. Для щеточного двигателя постоянного тока я ожидал бы, что сигнал тока имеет пилообразную форму, что может вызывать эти колебания? Может быть, моя печатная плата плохая и имеет паразитную индуктивность и емкость, или это связано с ШИМ-модуляцией, и мне нужно использовать какую-то схему демпфера? Любые идеи о том, что может быть не так или как это решить, будут оценены. Спасибо всем заранее!

С уважением, Эммануэль

Коллекторные двигатели постоянного тока очень шумные и потребляют большой ток короткими импульсами. Скорее всего, вам понадобится более низкая частота среза фильтра. Кроме того, если их еще нет, убедитесь, что вы добавили три конденсатора непосредственно к двигателю (между клеммами и между каждой клеммой и корпусом).
Для меня это выглядит как что-то емкостное, связанное с текущим трактом воспринимающего сигнала. Это происходит только после небольшой задержки относительно желтой кривой (вход ШИМ логического уровня), потому что у драйвера есть задержка распространения. Попробуйте заменить двигатели неиндуктивной фиктивной нагрузкой (резистором), вы все еще видите эти всплески? Бьюсь об заклад, вы.

Ответы (3)

Всплеск в самом начале - это обратный ток восстановления диода. Это совершенно нормально для топологий импульсных источников питания. Вот почему при управлении текущим режимом используется гашение переднего фронта. Гашение переднего фронта игнорирует предопределенную часть тока, чтобы не было ложного обнаружения перегрузки по току. Свободно вращающиеся диоды не решат эту проблему, потому что это происходит из-за корпусных диодов.

Если бы у вас был всплеск напряжения из-за индуктивной нагрузки двигателя, это было бы при выключении переключателя, а не при первом включении, как у вас. На самом деле вы ничего не можете с этим поделать, кроме как убедиться, что используемые вами компоненты могут справиться с этим действительно коротким скачком тока.

Дикий удар в темноте - ваш пробник осциллографа не использует ни одного из них: -

введите описание изображения здесь

Импульсные источники питания печально известны тем, что генерируют пульсирующие магнитные поля, которые можно легко уловить, если вы использовали только это:

введите описание изображения здесь

Это легко доказать — подключите зажим «крокодил» к земле целевой платы и подключите наконечник щупа точно к тому же месту — что вы видите?

Я согласен относительно звона в первом сигнале, но в других всплеск имеет длину порядка 5 мкс. Не является ли этот эффект слишком долгим, чтобы быть вызванным несоответствием плохого зондирования/импеданса?
Да, использование такого метода зондирования — хороший способ уменьшить шум, но всплеск тока в начале не является шумовым артефактом. Это пик тока обратного восстановления вашего диода.

Я мог что-то упустить, но никаких холостых диодов в конструкции я не вижу . Я думаю, что вы видите скачок напряжения из-за индуктивного эффекта (L * di / dt) катушек двигателя постоянного тока.

Измерение тока на стороне Н-моста: токовый сигнал с колебаниями, почему?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v