Schrittmotortreiber, Problem Induktion -> Spannungserhöhung

[batti (Gast)]

Hallo!

Ich entwickelt zur Zeit einen kleine Schrittmotorsteuerung mit dem 
DRV8811 von TI. Zur Zeit kämpfe ich mit dem Problem das große 
Schrittmotoren
in der "Dead Time", auf Grund ihrer Induktivität, die 
Versorgungsspannung deutlich anheben. Ist die Versorgungsspannung zu 
hoch eingestellt kann es dazu kommen das die spezifizierten 38V des 
DRV8811 überschritten werden und der Treiber sich in Rauch auflöst.

Dies möchte ich natürlich verhindern. Es soll sichergestellt sein, dass
jeder Schrittmotor angeschlossen werden kann ohne das die Steuerung 
stirbt.
Natürlich sind auf Grund des Treibers Grenzen gesetzt, so dass gewisse 
Motoren nicht funktionieren.

Die wohl typische Lösung scheint zu sein einfach die Kondensatoren
größer zu Bemessen, so dass diese den Spannungshub abfedern.
Auf Grund meiner geringen Platinenabmessungen und max. Bauteilhöhen
bin ich aber auf 780µF begrenzt (2x390µF/35V).

Habt ihr irgendwelche anderen Lösungsvorschläge?

Grüße,

Bastian

[Martin Cibulski (Gast)]

Hallo Bastian,

wenn der Baustein auch 'Slow Decay' kann, fließt der Strom nicht
zur Versorgung zurück, sondern über einen Transistor der H-Brücke
im Kreis. Dann sollte die Spannung nicht ansteigen.

Slow Decay geht aber wohl niht in allen Betriebszuständen Sinn.

Gruß,
Martin

[batti (Gast)]

Danke für die Schnelle Antwort.
Wenn ich das richtig sehe muss es aber zwischen dem "Betriebszustand" 
und dem Slow-Decay eine Pause geben ("Dead-Time") damit die Brücke 
keinen Kurzschluss macht. In der Zeit baut sich der Strom dann aber doch 
schon über die Dioden ab und die Versorgungsspannung wird erhöht.

Korrekt?

[MaWin (Gast)]

Üblicherweise macht man das mit einem Bremswiderstand,
der wird bei zu hoher Versorgungsspannung (höher als
die vom Netzteil kommt) zugeschaltet als zusätzliche
Belastung.

Prinzip starke Z-Diode.

[Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann)]

Hallo Bastian!

Wie hoch ist denn deine Betriebsspannung? Und was verträgt der Treiber 
laut Datenblatt? Ein paar Volt unter dem Maximalrating sollte man schon 
bleiben. Die Spannungsfestigkeit der Elkos sollte übrigens auch ein 
Stück über der Nennbetriebsspannung liegen, sonst machen die irgendwann 
dicke Backen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[Christian (Gast)]

Hallo,

wäre vielleicht eine Leistungs-Zener-Diode (oder eben die Schaltung mit 
normaler Z-Diode und einem passenden Transistor als Verlustelement) eine 
möglichkeit? Die Zenerspannung müsste etwas über der im Normalbetrieb 
höchsten Betriebsspannung liegen, aber noch knapp unterhalb der 
Betriebsspannungsgrenze des Treibers.

Grüße
Christian

[Torsten W. (wirehead)]

Marwin hat schon recht, fast alle Umrichter haben eine 
Zwichenkreisspannungsregelung die den Zwichenkreis über einen 
IGBT/Mosfet auf einen Lastwiderstand/Halogenstab klemmt wenn durch 
Bremsung die Zwichenkreisspannung hoch geht.
Das ist, neben Netzrückspeißung bei größeren Geräten, die 
Standardlösung.

[batti (Gast)]

Danke für die Antworten!

Aus Platzgründen kann ich kein großes zusätzliches Bauteilgrab mit 
dadrauf machen. Ich habe jetzt dafür gesorgt das möglichst große 
Kondensatoren vorhanden sind die die Überspannung wegfiltern. Werden die 
Ströme zu groß und dauern zu lange kann die Spannung natürlich immer 
noch zu hoch werden.
Dies ist dann halt außerhalb der Spezifikation des Treibers.

Danke euch!

Bastian

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Torsten W. schrieb:
> fast alle Umrichter haben eine
> Zwichenkreisspannungsregelung die den Zwichenkreis über einen
> IGBT/Mosfet auf einen Lastwiderstand/Halogenstab klemmt wenn durch
> Bremsung die Zwichenkreisspannung hoch geht.
Die Energie wird dann mit einem "Brems-Chopper" vernichtet. Der Vorgang 
nennt sich dann "Choppern"...
http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzumrichter