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电机控制板干扰如何抑制?

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本帖最后由 hualiming025 于 2016-2-1 23:40 编辑

在做直流电机调速控制板,目前遇到信号有比较大的干扰问题,难以解决,请各位指点迷津。
简单说下电路情况,结构上就是MCU+驱动芯片(IR2110)+MOSFET,MOSFET有三路,分别控制直流电机的三相的通断。
电机绕组电压300V左右,是220V经过整流而得。控制板电压是12V,由一个稳压电源提供。
现象是这样的,当电机转到一定速度之后,控制板上好多地方都有非常大的干扰,比如测量12V电压、5V电压、霍尔信号等都有尖峰干扰。
霍尔信号这里是用来表示转子的角度位置的,对驱动电机非常重要,也是当前急需解决的问题。霍尔是安装在电机尾部的,可能会比较容易受到电机的电磁干扰。
下来看看图,也好有个直观认识。

上图是低速转动时的霍尔信号波形,基本没有干扰,比较理想。这时电机转速大概1000转每分钟。由于使用了阻容滤波,上升沿和下降沿不是很陡。


上图就是转速较高时的霍尔信号,这时转速大概5000转每分钟,干扰非常严重,转起来也不稳定,电机咔咔直响,感觉随时都可能崩掉。
这些尖峰干扰出现有规律,就是出现时间间隔大致相等,那是因为这些干扰是通过MOS开通和关闭绕组时产生的,也就是换相时产生的,这时电机
绕组里的电流会急剧变化。


上面这图是将一个干扰尖峰放大了看得到的图形图中垂直方向是5V/格,水平方向是20us/格。图中上面黄色信号是霍尔信号经过一个反相器之前的波形,图中下方蓝色的波形是从这个反相器出来之后的图像。
通过对比这两个波形,我认为干扰不是来自于霍尔信号,因为图中的两个干扰信号并没因反相器的原因而反向。


另外,此i前控制板的地GND是和直流电机的GND是直接相连的,这样电机绕组里忽大忽小的电流势必对底线造成干扰,后来我在驱动芯片处将控制板地线GND和电机的GND割开,并跨界一个10mH电感,也就是将两个地线隔离,但是效果不明显。
现在控制板GND和电机GND是用电感分割开的。控制板的GND没有接大地,属于悬浮地状态。后来我尝试将这个GND通过安规电容连接到大地,效果也不明显。还有一次估计因为是放点的原因,导致控制板上MCU、三个驱动芯片稀疏坏掉。

请问这样的干扰有没有什么办法抑制或去除?提提思路也行,谢谢啦!
沙发
rongzhai| | 2016-2-2 08:32 | 只看该作者
220V电源输入可以考虑加入EMI滤波器。你这个感觉应该是电源的问题,马达供电最好加入共模轭流圈

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板凳
shdjdq| | 2016-2-2 08:46 | 只看该作者
毛刺不可能全完去掉,要看对哪部分有大的干扰。

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地板
mmuuss586| | 2016-2-2 08:52 | 只看该作者

板子画的不好也有可能啊;

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hualiming025|  楼主 | 2016-2-2 09:15 | 只看该作者
mmuuss586 发表于 2016-2-2 08:52
板子画的不好也有可能啊;

有可能的,不过之前的版本也是这个样子画的,没发现这样的状况。现在只要能把霍尔输入单片机的信号噪声滤除就好,其余可以不管。

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6
hualiming025|  楼主 | 2016-2-2 09:32 | 只看该作者
rongzhai 发表于 2016-2-2 08:32
220V电源输入可以考虑加入EMI滤波器。你这个感觉应该是电源的问题,马达供电最好加入共模轭流圈 ...

首先谢谢,现在220V输入是没有加工模滤波器,现在手里有磁环,打算加上试试。共模滤波器节前不好买。不过我觉得可能问题不在这里,我觉得是因为干扰源是电机,线圈中的电流忽大忽小,尤其是MOS管的开关,导致地线波动太大。而控制板单片机的GND是通过一个10uH电感和电机GND相连的,这就被波及到了。

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xyr19| | 2016-2-2 12:40 | 只看该作者
rongzhai 发表于 2016-2-2 08:32
220V电源输入可以考虑加入EMI滤波器。你这个感觉应该是电源的问题,马达供电最好加入共模轭流圈 ...

请问这个共模圈 的参数 怎么计算,电感量。

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8
Siderlee| | 2016-2-2 13:15 | 只看该作者
hualiming025 发表于 2016-2-2 09:32
首先谢谢,现在220V输入是没有加工模滤波器,现在手里有磁环,打算加上试试。共模滤波器节前不好买。不过 ...

他说的可能就是整个意思

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9
xlong_06| | 2016-2-2 14:58 | 只看该作者
控制器与驱动器与电机要做信号隔离,使电机的感应电流不会影响控制部分与驱动部分的电源与信号

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10
xunchangreng| | 2016-2-2 16:20 | 只看该作者
两者的GND不能连接,用光耦隔离,也可以使用ADI的隔离芯片,

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11
dingsujie| | 2016-2-3 16:06 | 只看该作者
做好隔离应该会好很多,共模滤波。输入输出光电隔离

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12
zchong| | 2016-2-3 16:43 | 只看该作者
传导骚扰,想想办法吧

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仙女山| | 2016-2-3 20:14 | 只看该作者
这个用普通的滤波方法肯定不行了吧

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金刚葫芦娃啊| | 2016-2-3 21:43 | 只看该作者
最好用光耦隔离

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15
hualiming025|  楼主 | 2016-6-12 12:58 | 只看该作者
好长时间了,忘了结贴了。
先说说现在怎么样了,现在关键的脉冲信号干净多了了。解决方法是强电弱电光耦隔离,弱电部分直接接到大地。

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