Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotortreiber L647x - Probleme


von Markus (Gast)


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Hallo,
In einem Projekt in der Arbeit kommen mehrere Schrittmotoren zum 
Einsatz, und ich bin gerade dabei, mir diverse Schrittmotortreiber etwas 
genauer anzusehen.
Unter anderem bin ich auf die Bausteine von STMicroelectronics gestoßen.
-> L6470, L6472, L6474
Besonders interessant finde ich das SPI-Interface da es eine sehr 
unkomplizierte Ansteuerung ermöglicht.
Ich habe mir ein Demoboard aufgebaut, welches schaltungstechnisch der 
Typical Application im Datenblatt entspricht, bzw. habe ich mich auch am 
Layout des Demoboards von ST orientiert.
Bei dem Schrittmotortreiber wird im Datenblatt ein Peak Current von 7A 
und 3A RMS angegeben. Eigentlich ganzschön viel für das kleine Package 
habe ich mir gedacht.
Ich habe jetzt einen Test mit folgendem Schrittmotor gemacht:
Phasenstrom: 1,6A
Wicklungswiderstand: 3 Ohm
Induktivität: 13,4 mH

Folgendes habe ich jetzt bei meinen Tests beobachtet: Der Treiber geht 
teilweise in eine Überstromabschaltung obwohl der Motorstrom auf 1.6A 
(oder auch weniger) eingestellt ist, und die Schaltschwelle für die 
Überstromabschaltung auf 4 A (Maximum). Weiters ist die 
Temperaturentwicklung des Motortreibers ziemlich hoch.
Wenn ich mit der Betriebsspannung des Motortreibers auf über 20V gehe, 
dann schaltet der Treiber sofort wegen Überstrom ab. Laut Datenblatt 
sollte er bis 45V können, und geplant wären bei uns 36V 
Betriebsspannung.

Ich habe mit mehreren Motoren getestet, und auch mehrere 
Treiberbausteine verwendet. Ich habe auch einen L6472 und einen L6470 
verglichen - diese haben ja ein unterschiedliches Verfahren zur 
Stromregelung - das Resultat ist jedoch das gleiche.

Irgendwie sieht das ganze so aus als ob der Treiber nicht das kann was 
im Datenblatt steht, bzw. wie wenn da alles ziemlich schöngeredet wird, 
und nur unter speziellen Voraussetzungen erreicht wird. Dies wird leider 
nicht im Datenblatt erwähnt.

Hat von Euch schon jemand mit diesen Treibern gearbeitet, und 
Erfahrungen gesammelt? Hat jemand eine Idee was ich falsch gemacht haben 
könnte?

Danke für Eure Hilfe

MAx

von oszi40 (Gast)


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Markus schrieb:
> Weiters ist die >
> Temperaturentwicklung des Motortreibers ziemlich

Kommt dieses Übel vom großen Strom oder von der bösen Abschaltspannung 
der Motorwicklungen? Schau mal genauer auf Deinen Oszi.

Wenn man alle Grenzdaten eines Datenblatts ausnutzt, welche die Werbung 
verspricht, hat man garantiert keine Reserven (auch nicht für wärmere 
Tage).

von Markus (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Wenn man alle Grenzdaten eines Datenblatts ausnutzt, welche die Werbung
> verspricht, hat man garantiert keine Reserven (auch nicht für wärmere
> Tage).

Ich habe nirgendwo geschrieben dass ich Grenzdaten ausnutze - Die Werte 
liegen bei ca. der Hälfte der Recommendend Operating Conditions.

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Kommt die Abschaltung evt. von der Chiptemperatur und nicht vom 
Überstrom?
Kühle mal den Chip vielleicht ist es dann besser.

von oszi40 (Gast)


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Mein Horoskop sagt: irgendwelche Abschaltspannungen heizen die evtl. 
vorhandenen internen Schutzdioden?

von Markus (Gast)


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Hallo,

die Abschaltung kommt tatsächlich von der Überstromabschaltung. Das kann 
ich via SPI auslesen, und es ist das Überstrom-Flag und nicht das 
Übertemperatur-Flag gesetzt.
Erst wenn ich das Alarm-Enable Bit für die Überstomabschaltung 
deaktiviere, so schaltet der Treiber um eine gewisse Zeit später wegen 
Übertemperatur ab.
Es deutet also darauf hin, dass die Stromregelung nicht korrekt 
funktioniert.
Die Vorgabe für den Strom wird aber korrekt in den Registern des 
Treibers gespeichert - er liefert die korrekten Werte zurück wenn ich 
die Register auslese.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Ich habe nirgendwo geschrieben dass ich Grenzdaten ausnutze - Die Werte
>liegen bei ca. der Hälfte der Recommendend Operating Conditions.

Hast du dir mal den Aufbau der Demoboards von ST angesehen?

http://www.st.com/internet/evalboard/product/253306.jsp

Ohne vernünftige Wärmeableitung durch die Leiterplatte wirst du 
wahrscheinlich nur 10..20% der angegebenen Werte abfordern können.

MfG Spess

von Uwe (Gast)


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Im Datenblatt ->

http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/DM00043117.pdf

Seite 9 steht :

1. HTSSOP28 mounted on EVAL6474H Rev 1.0 board: four-layer FR4 PCB with 
a dissipating copper surface
of about 40 cm2 on each layer and 15 via holes below the IC.
2. POWERSO36 mounted on EVAL6474PD Rev 1.0 board: four-layer FR4 PCB 
with a dissipating copper
surface of about 40 cm2 on each layer and 22 via holes below the IC.

von Julius (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Markus schrieb:
>> Weiters ist die >
>> Temperaturentwicklung des Motortreibers ziemlich
>
> Kommt dieses Übel vom großen Strom oder von der bösen Abschaltspannung
> der Motorwicklungen? Schau mal genauer auf Deinen Oszi.

Na immerhin scheint er ja nicht kaputt gegangen zu sein.


Absolute maximum ratings
Ptot Total power dissipation (TA = 25 ºC) (2) 5 W
2. HTSSOP28 mounted on EVAL6470H.

oszi40 schrieb:
> Kommt dieses Übel vom großen Strom

Kann man ja leicht nachrechnen

oszi40 schrieb:
> oder von der bösen Abschaltspannung
> der Motorwicklungen? Schau mal genauer auf Deinen Oszi.

Wenn Transienten einen Durchbruch verursachen dann raucht das Teil 
meistens in einigen ms ab.

von oszi40 (Gast)


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Julius schrieb:
> Wenn Transienten einen Durchbruch verursachen dann raucht das Teil
> meistens in einigen ms ab.

So genau kenne ich das IC nicht. Es wäre aber nicht der erste Fall wo 
Schutzdioden heiß werden.

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Ich hatte mal einen L6205 eingesetzt und der hat gut funktioniert. Auch 
von ST. Schaue Dir den mal an.

von Julius (Gast)


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oszi40 schrieb:
> So genau kenne ich das IC nicht. Es wäre aber nicht der erste Fall wo
> Schutzdioden heiß werden.

Ja in Durchlassrichtung ca. 0,7V mal 1.6A = 1,12W. Macht bei einem 
2-phasigen
Motor schon 2,24W Verlustleistung nur für Freilaufdioden.

In Sperrichtung bei Durchbruch ist die Verlustleistung erheblich høher.

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