电机驱动电源纹波比较大，向各位高手请教！非常感谢！

2014-9-17 09:20

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 09:25 编辑

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：

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）的电解电容（松下：ECA1HHG471）发烫；

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！

2014-9-17 09:29

如果在电机的两端反并联一个续流二极管呢？

2014-9-17 09:31

谢谢回复，MOS管内部已经自带了续流二极管。

2014-9-17 09:35

会不会是你的电源驱动能力不足？

2014-9-17 09:39

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；

2014-9-17 09:57

请问:INH的信号状态是什么情况

2014-9-17 10:18

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 10:21 编辑

siyida 发表于 2014-9-17 09:57
请问:INH的信号状态是什么情况

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

2014-9-17 10:45

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

2014-9-17 10:46

zj0203 发表于 2014-9-17 09:31
谢谢回复，MOS管内部已经自带了续流二极管。

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

2014-9-17 11:36

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 11:42 编辑

siyida 发表于 2014-9-17 10:45
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 ...

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；附上该芯片的真值表和典型应用：

2014-9-17 11:39

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 12:37 编辑

1214676275 发表于 2014-9-17 10:46
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 ...

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。

2014-9-17 11:49

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 11:55 编辑

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

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

2014-9-17 14:03

本帖最后由 qiuming 于 2014-9-17 16:11 编辑

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？

2014-9-17 14:23

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。

2014-9-17 15:48

本帖最后由 zj0203 于 2014-9-17 15:49 编辑

qinlu123 发表于 2014-9-17 14:23
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 ...

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

2014-9-17 15:54

qiuming 发表于 2014-9-17 14:03
电容发热不正常的，是否电容异常，另外电机油有文波正常啊，你是用PWM方式驱动的关系吧。你把它做常开是否 ...

谢谢回复。
是PWM的，但这个纹波太大了，大了电容发热也很正常；我现在就是想看有没有办法把纹波降下来。
常开肯定是没问题的

2014-9-17 16:17

zj0203 发表于 2014-9-17 15:48
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 ...

你换块片子试试吧，我之前用过BTS7960和你用的非常相似，但是电容发热真没遇到过可能片子坏了。

2014-9-17 16:26

试着改变一下R27，C31，将震荡时间减小。另外12v50w的电机内阻大致是3欧姆，用30v供电，电机导通瞬间电流大约是10A，电源带载不够。

2014-9-17 16:32

xcy120817 发表于 2014-9-17 16:26
试着改变一下R27，C31，将震荡时间减小。另外12v50w的电机内阻大致是3欧姆，用30v供电，电机导通瞬间电流大 ...

R27和C31是电流检测滤波电路，应该与这个没关系；
是用的12V供电，不过这个电机内阻只有0.5欧左右

2014-9-17 16:33

qinlu123 发表于 2014-9-17 16:17
你换块片子试试吧，我之前用过BTS7960和你用的非常相似，但是电容发热真没遇到过可能片子坏了。 ...

请问你是驱动多大功率的电机呢？也是用PWM吗？

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