Feedback-Motortreiber-Platine

[Michael M. (skyscater)]

Hallo,

bin im Zuge meiner Diplomarbeit damit konfrontiert eine 
Schrittmotorsteuerung zu entwerfen/ aufzubauen. Hab die Schaltung samt 
Platine welche auf einem TMC262 mit externen Mosfet-Treibern beruht 
gerade fertig gestellt und würd mich freuen wenn Ihr mir den einen oder 
anderen Tipp bezüglich EMV-Verträglichkeit und Funktionalität geben 
könntet.

Da mir mehr oder weniger nur eine "Hobbyküche" zur Verfügung steht, hab 
ich mich dazu entschlossen den TMC-262 (QFN-32-Gehäuse) auf einer 
seperaten Platine im Reflowofen zu löten und den dann nur aufzusockeln.
Auch ist es absicht dass alle Stecker nur vom Bottom-Layer aus verbunden 
sind, da ich die Durchkontaktierungen mit eingelöteten Drahtstücken 
realisieren muss (und die Steckverbindungen auf am Bauteillayer sein 
sollten).

Eckdaten:
Schrittmotor mit bis zu 5A/ 70V (Chopperbetrieb)
Temperatursensor über TWI
MOSFET's über Platine gekühlt (SO-8)

Würd mich über Antworten freuen.
MFG Michi

[Theoretiker (Gast)]

Macht schon mal nen guten Eindruck. Einige Vias kann man sparen, wenn
man ohnehin ein THT-Pin in der Nähe hat der zum Netz gehört. Bsp. C7

[EE (Gast)]

Hast du mal die Abstände bzgl. der Spannung nachgemessen? ergo 
Mindestabstände ?

[Gast (Gast)]

Hm,


die Caps mit 10µ/100V haben ganz schön dünne Leiterbahnen, kenn die 
Funktion aber nicht.

Befstigungslöcher so weit außen? Stabilität?

Warum nicht ein paar der SMD-Widerstände nach unten, und als Drahbrücken 
verwenden.

Beim TMC-262 da geht doch ohne Mühe noch 1/4 bis 1/3 der Fläche weg.

Entkoppelcaps vom TMC am besten direkt auf die Adapterplatine.

Der LM75 scheint mir ein wenig weit von den Mosfets weg, ob die nicht 
schon ... sind wenn der LM75 die Übertemperatur feststellt.

Warum kein prof. Platine? Vorgabe vom Prof?
( So teuer sind die nun wirklich nicht mehr )


mfg
Gast

[Michael M. (skyscater)]

Moin,

vielen dank für die ganzen Verbesserungsvorschläge.

EE schrieb:
> Hast du mal die Abstände bzgl. der Spannung nachgemessen? ergo
> Mindestabstände ?
Hab das bis jetzt eher hingeschätzt. Im Forum hab ich was über 
Mindestabstände gefunden, blick da aber überhaupt nicht durch. Immerhin 
hab ich ja auch recht starke Stromspitzen, durch den Chopperbetrieb. Hab 
bei der Massefläche eine Isolation von 0,609mm eingestellt. Da 
Vorraussichtlich kein Lötstoplack drüber kommt sollte ich die Abstände 
villeicht doch ein bissl größer wählen. Auf was für Abstände sollte ich 
da ca. achten?

 Gast schrieb:
> die Caps mit 10µ/100V haben ganz schön dünne Leiterbahnen, kenn die
> Funktion aber nicht.
Das sind Bootstrap-Kondensatoren für den High-Side-Treiber (der kann 
maximal 1A). Ich denk da brauch ich keine dickeren Leiterbahnen oder?

 Gast schrieb:
> Befstigungslöcher so weit außen? Stabilität?
An das hab ich gar nicht gedacht. Ist mein erstes Board :-)

 Gast schrieb:
> Warum nicht ein paar der SMD-Widerstände nach unten, und als Drahbrücken
> verwenden.
Wie schon gesagt, da das mein erstes Board ist hab ich auch das noch gar 
nicht in betracht gezogen. Werd ich mir auf jeden Fall mal anschaun.

 Gast schrieb:
> Beim TMC-262 da geht doch ohne Mühe noch 1/4 bis 1/3 der Fläche weg.
Da versteh ich nicht ganz was du damit meinst.

 Gast schrieb:
> Entkoppelcaps vom TMC am besten direkt auf die Adapterplatine.
Die Überlegung hatte ich auch schon, hab sie aber wegen des geringen 
Platzes dann wieder verworfen. (sollte aber kein Problem sein, wenn ich 
die caps direkt unter den TMC plazier)

 Gast schrieb:
> Der LM75 scheint mir ein wenig weit von den Mosfets weg, ob die nicht
> schon ... sind wenn der LM75 die Übertemperatur feststellt.
Die Befürchtung hab ich auch. Is beim Layouten so entstanden, weil ich 
am Anfang total auf den vergessen hab. Sollt ich villeicht noch mal 
überarbeiten.

 Gast schrieb:
> Warum kein prof. Platine? Vorgabe vom Prof?
> ( So teuer sind die nun wirklich nicht mehr )
Eher eine eigene Vorgabe ;-). Wir haben bei uns die Möglichkeiten sowas 
zu machen und wollten die Nutzen. Man muss aber auch sagen das wir am 
Anfang nicht gedacht haben dass das ganze mehr oder weniger so ausartet 
("komplex" wird).

MFG Michi

[Uwe (Gast)]

Gib doch mal die Daten der Leiterkarten bei PCB-Pool im online 
Kalkulator ein. Der spuckt dir dann gleich den Preis aus. Kannst dir ja 
dann immer noch überlegen ob du die Durchkontaktierungen selber machen 
willst.

[Oliver P. (mace_de)]

Ich würde die Bootstrap Kondensatoren kürzer und mit breiteren 
leiterzügen an den HIP anbinden. Über diesen Zweig laufen die Gateströme 
der Higside FET's. Dazu z.B. C2 um 90° drehen und die Leitung richtung 
R2 drunter durchführen.
Die Versorgung der HIP's solltest du kurz vor dem Schaltkeis noch mal 
mit ~100nF MLCC abblocken. Die kleinen SMD Elkos haben zuweilen einen 
recht hohen ESR und Gatetreiber reagieren manchmal komisch auf einbrüche 
der Versorgung während des Schaltvorgangs.

[Gast (Gast)]

Hm,


> die Caps mit 10µ/100V haben ganz schön dünne Leiterbahnen, kenn die
> Funktion aber nicht.
>Das sind Bootstrap-Kondensatoren für den High-Side-Treiber (der kann
>maximal 1A). Ich denk da brauch ich keine dickeren Leiterbahnen oder?

Hab ich es doch gewußt, so dicke Kerko Klopper sind da nicht ohne Grund 
drin, die sollen arbeiten!
Also wie auch Olvier P. schrieb dicke Leiterbahnen.


> Beim TMC-262 da geht doch ohne Mühe noch 1/4 bis 1/3 der Fläche weg.
>Da versteh ich nicht ganz was du damit meinst.
Naja, das Layout sieht unten links so leer aus, da kann man gut was 
optimieren an Fläche.


> Warum kein prof. Platine? Vorgabe vom Prof?
> ( So teuer sind die nun wirklich nicht mehr )
>Eher eine eigene Vorgabe ;-). Wir haben bei uns die Möglichkeiten sowas
>zu machen und wollten die Nutzen. Man muss aber auch sagen das wir am
>Anfang nicht gedacht haben dass das ganze mehr oder weniger so ausartet
>("komplex" wird).
Kenne die Möglichkeiten nicht, die du genau hast ( Lötstoplack / 
verzinnen ... )
Würde hier einfach mal ein fertiges Layout auf eine Platine werfen und 
ein paar Bauteile drauf bestücken ob das wirklich so schön geht... ( So 
einfach mal ein paar S0-16 Package und ein paar Widerstände )

Im Datenblatt sind übrigens ein paar Layoutregeln und ein 
Layoutvorschlag zu finden ....



mfg
Gast

[Oliver P. (mace_de)]

>...(der kann maximal 1A)...
Können, kann der HIP mehr als 2,5A und bei 2,2Ohm Gate Vorwiederstand 
wird der auch. Zwar nur kurz aber aber mit Sicherheit.
(Vll. erhöhst du die Widerstände noch ein wenig. So auf 10Ohm.)
Das Problem ist dass die Treiber manchmal richtige kleine Diven sein 
können.
Wenn, durch zu hohe Induktivitäten in deren Versorgung, die Versorgung 
am Schaltkreis zu weit einbricht passieren die tollsten Sachen. Da 
stirbt der Treiber oder die FET's qualmen ab und man fragt sich warum.
Vor einiger Zeit hab ich mich mit dem Bau von Class-D Verstärkern 
beschäftigt und konnte so einiges an Erfahrung mit solchen 
Treiber-FET-Kombinationen sammeln. Für diese Erkenntniss haben dann auch 
einige Bauteile das zeitliche gesegnet (friede ihrer Asche).
Also tuh dir und dem Treiber einen Gefallen und gib ihm eine gute und 
vor allem ESR- und induktionsarme Versorgung.

[Michael M. (skyscater)]

Moin,

Oliver P. schrieb:
> Ich würde die Bootstrap Kondensatoren kürzer und mit breiteren
> leiterzügen an den HIP anbinden. Über diesen Zweig laufen die Gateströme
> der Higside FET's. Dazu z.B. C2 um 90° drehen und die Leitung richtung
> R2 drunter durchführen.
Stimmt, hab die jetzt gleich als Überbrückung genommen. Wegen der Breite 
sollten 0,8mm bei 1,25A Peak ausreichen oder?

Oliver P. schrieb:
> Die Versorgung der HIP's solltest du kurz vor dem Schaltkeis noch mal
> mit ~100nF MLCC abblocken. Die kleinen SMD Elkos haben zuweilen einen
> recht hohen ESR und Gatetreiber reagieren manchmal komisch auf einbrüche
> der Versorgung während des Schaltvorgangs.
Hab die Versorgungscaps von den HIP's durch low-ESR-Elkos ersetzt 
(24mOHM) und noch jeweils einen 100nF Kerko parallel geschalten. Bin mir 
mit den LOW-ESR-Dingern noch recht unsicher, bzw. versteh ich noch nicht 
so ganz wann und wo man die einsetzt.

 Gast schrieb:
> Kenne die Möglichkeiten nicht, die du genau hast ( Lötstoplack /
> verzinnen ... )
> Würde hier einfach mal ein fertiges Layout auf eine Platine werfen und
> ein paar Bauteile drauf bestücken ob das wirklich so schön geht... ( So
> einfach mal ein paar S0-16 Package und ein paar Widerstände )
Naja Lötstoplack verwenden wir bei uns in der Schule nicht. Platinen für 
SO-Bauteile sollten kein Problem sein, sowohl das ätzen als auch das 
löten.

 Gast schrieb:
> Im Datenblatt sind übrigens ein paar Layoutregeln und ein
> Layoutvorschlag zu finden ....
Ich hab mich mit meinem Schaltungsentwurf größtenteils am Datenblatt 
orientiert und auch bemüht die Vorschläge beim Layouten so gut wie 
möglich umzusetzen. Erkennst du grobe Fehler?

Oliver P. schrieb:
> Können, kann der HIP mehr als 2,5A und bei 2,2Ohm Gate Vorwiederstand
> wird der auch. Zwar nur kurz aber aber mit Sicherheit.
> (Vll. erhöhst du die Widerstände noch ein wenig. So auf 10Ohm.)
> Das Problem ist dass die Treiber manchmal richtige kleine Diven sein
> können.
> Wenn, durch zu hohe Induktivitäten in deren Versorgung, die Versorgung
> am Schaltkreis zu weit einbricht passieren die tollsten Sachen. Da
> stirbt der Treiber oder die FET's qualmen ab und man fragt sich warum.
> Vor einiger Zeit hab ich mich mit dem Bau von Class-D Verstärkern
> beschäftigt und konnte so einiges an Erfahrung mit solchen
> Treiber-FET-Kombinationen sammeln. Für diese Erkenntniss haben dann auch
> einige Bauteile das zeitliche gesegnet (friede ihrer Asche).
> Also tuh dir und dem Treiber einen Gefallen und gib ihm eine gute und
> vor allem ESR- und induktionsarme Versorgung.
Im Datenblatt zum HIP4082 stehen 1.25A. Kanns sein dass du den mit dem 
HIP4080 verwechselst? Wie bereits erwähnt hab ich die Versorgungs-Elko's 
von den HIP's durch LOW-ESR-Typen ersetzt und noch einen 100nF-Kerko 
parrallel geschalten. Wie ich die Induktivität reduzieren kann bin ich 
mir gerade recht unsicher. Könntest du mir da villeicht noch ein paar 
Tipps geben.

Wo ich auch noch ein wenig unsicher bin ist der Mindestabstand der 
Leiterbahnen bezüglich der Spannung (70V). Bei der Massefläche hab ich 
als Isolierung mal 0,8 eingestellt. Sollte das reichen (kein 
Lötstoplack).

MFG. Michi

[Oliver P. (Gast)]

>Kanns sein dass du den mit dem HIP4080 verwechselst?
Denke nicht, ich hatte mich an den Max Werten auf Seite 5 im DB 
orientiert.
Ich geh da immer vom worst case aus.
>Wie ich die Induktivität reduzieren kann...
Einfach die entsprechenden Strompfade mit möglichst kurzen und breiten 
Leiterzügen ausführen.
Irgendwo gab es hier einen sehr schönen Artikel zu diesem Thema. Ich 
find ihn allerdings gerade nicht. Hat jemand den Link zur Hand?

[Oliver P. (Gast)]

Was noch auffällt sind die, zum Teil, schmalen Leiterbahnen in der 
unteren Hälfte des Leistungsteils.
Wie wollt ihr die Durchkontaktierungen machen? Galvanisch oder mit 
Draht?
Wenn Galvanisch, solltet ihr im Leistungsteil mehrere Vias parallel 
setzen oder Bauteilpins zur Durchführung nutzen. 1 Via könnte bei 5A 
etwas knapp werden.

[Michael M. (skyscater)]

Moin.

Oliver P. schrieb:
> Denke nicht, ich hatte mich an den Max Werten auf Seite 5 im DB
> orientiert.
> Ich geh da immer vom worst case aus.
Ok, stimmt. Hab mich da an dem Wert von der ersten Seite orientiert.

Oliver P. schrieb:
> Was noch auffällt sind die, zum Teil, schmalen Leiterbahnen in der
> unteren Hälfte des Leistungsteils.
Das müsste die Messleitung vom Shunt für den TMC-262 sein. (die mit dem 
22OHM Widerstand)

Oliver P. schrieb:
> Wie wollt ihr die Durchkontaktierungen machen? Galvanisch oder mit
> Draht?
> Wenn Galvanisch, solltet ihr im Leistungsteil mehrere Vias parallel
> setzen oder Bauteilpins zur Durchführung nutzen. 1 Via könnte bei 5A
> etwas knapp werden.
Die Möglichkeit einer galvanischen durchkontaktierung haben wir leider 
nicht. Somit bleibt uns nur die Durchkontaktierung per Draht übrig.

MFG Michi

[Oliver P. (Gast)]

>Das müsste die Messleitung vom Shunt für den TMC-262 sein.
Ich meinte die Anbindung an die großen Elkos. Oben ist die Leiterbahn 
breit, unten nicht.
>Somit bleibt uns nur die Durchkontaktierung per Draht übrig.
na dann ist die Sache ja unkritisch.

[Michael M. (skyscater)]

Oliver P. schrieb:
> Ich meinte die Anbindung an die großen Elkos. Oben ist die Leiterbahn
> breit, unten nicht.
Ahja. Die hab ich ganz übersehen.

Ich denke soweit hab ich fast alles Besprochene behandelt und häng das 
geänderte Board noch mal an.

Da ich mir ein komplettes Neuzeichen sparen wollte hab ich versucht den 
Temperatursensor einfach noch ein wenig zu den MOSFETS zu schieben.

Das einzige bei dem ich mir noch ein wenig unsicher bin, sind die 
Abstände bezüglich der Spannung (70V). Würd mich freuen, da noch einen 
Tipp zu bekommen.

Ansonsten vielen vielen Dank für die schnelle Hilfe und die vielen 
Tipps!!

MFG Michi

[eProfi (Gast)]

> Die Möglichkeit einer galvanischen Durchkontaktierung haben wir
> leider nicht. Somit bleibt uns nur die Durchkontaktierung
> per Draht übrig.
Dann würde ich auf Durchkontaktierungen verzichten und direkt fädeln.
Dadurch vermeidest Du das Zerstückeln der Gnd-Planes, die sehr wichtig 
sind (z.B durch die 12V-Leitung zu den HIPs).

Versuche, das Layout noch kompakter zu machen und Verbindungen möglichst 
gerade, gerne auch in beliebigem Winkel! Das Aussehen ist egal, aber 
jeder 90°-Knick ist eine Spule mit einer viertel Windung mit 
entsprechender Induktivität, und auf diese reagiert der HIP ziemlich 
zickig!
Z.B. die Sense-Leitungen sind unnötig ausschweifend.
Außerdem die 2 Sense-Rs mit Jumper parallelisieren ist kontraproduktiv.
1 R spart Platz, zur Not einen zweiten huckepack drauf.

[Oliver P. (mace_de)]

Ich hab mich mal an dem Board versucht und die obere Stufe etwas 
kompaktiert. So in etwa sieht das aus mit den kurzen Leitungen.
Wenn man eine doppelseitige Platine hat, kann man auch beide Seiten für 
Bauteile nutzen.
Was die Abstände an geht, ist der Knackpunkt eh das Footprint der 
Mosfet. Die sind halt wie sie sind.

[Simon K. (simon)]

Irgendwie fehlt da an den 70V eine große Kapazität, die die Energie im 
Freilauf auffängt.

[Michael M. (skyscater)]

Abend,

tut mir leid dass ich erst jetzt schreibe, aber hab ziemlich viel um die 
Ohren und erst jetz die Zeit gefunden.
Ich hab das ganze Board neu gezeichnet und versucht alle eure Vorschläge 
und Anregungen zu beherzigen :-).

eProfi schrieb:
> Dann würde ich auf Durchkontaktierungen verzichten und direkt fädeln.
> Dadurch vermeidest Du das Zerstückeln der Gnd-Planes, die sehr wichtig
> sind (z.B durch die 12V-Leitung zu den HIPs).
Mit fädeln sind Drahtbrücken gemeint?

eProfi schrieb:
> Versuche, das Layout noch kompakter zu machen und Verbindungen möglichst
> gerade, gerne auch in beliebigem Winkel! Das Aussehen ist egal, aber
> jeder 90°-Knick ist eine Spule mit einer viertel Windung mit
> entsprechender Induktivität, und auf diese reagiert der HIP ziemlich
> zickig!
Die Massefläche ist durch das zweiseitige bestücken leider noch mehr 
unter Mitleidenschaft gezohgen worde. Jedoch sind die wichtigsten 
Leitungen sehr dick ausgeführt.

eProfi schrieb:
> Z.B. die Sense-Leitungen sind unnötig ausschweifend.
> Außerdem die 2 Sense-Rs mit Jumper parallelisieren ist kontraproduktiv.
> 1 R spart Platz, zur Not einen zweiten huckepack drauf.
Naja mit dem Jumper würd ich gern den Strom einstellen können. Hab jetzt 
wegen der Strombelastbarkeit von 2A noch einen zweiten parallel 
geschalten.

Oliver P. schrieb:
> Ich hab mich mal an dem Board versucht und die obere Stufe etwas
> kompaktiert. So in etwa sieht das aus mit den kurzen Leitungen.
> Wenn man eine doppelseitige Platine hat, kann man auch beide Seiten für
> Bauteile nutzen.
> Was die Abstände an geht, ist der Knackpunkt eh das Footprint der
> Mosfet. Die sind halt wie sie sind.
Hab recht lange mit der Anordung der MOSFETS herumgespielt. Jetzt 
gefällts mir ziemlich gut. Sieht deinem auch recht ähnlich ;-).

Simon K. schrieb:
> Irgendwie fehlt da an den 70V eine große Kapazität, die die Energie im
> Freilauf auffängt.
Was ich bis jetzt verschwiegen hab ist, dass die 70V von einem 
selbstgebautem Netzgerät kommen (Trafonetzgerät mit Glättungskondis, 
11.000uF). Hab zur Sicherheit aber auch noch mal 3 100uF Kondis aufs 
Board gepackt. Können ja nicht schaden :-).


Die Leitungen vom HIP weg sind jetzt zwar nur mehr 0,6mm dick, jedoch 
bringts ja nix wenn die dicker sind als die Pads vom HIP oder?
Wohlmöglich sollt ich vom Bootstrap-Kondi noch entwas dickere Leitungen 
zu den Gates von den Hips einzeichnen.

MFG. Michi

[eProfi (Gast)]

Ich sehe, dass Du Dir sehr viel Mühe gibst, diese Version ist um Längen 
besser als die erste.

Wir haben eine ähnlich Endstufe entwickelt, allerdings mit 4-lagiger 
Platine. Trotzdem wir uns ebenfalls sehr viel Mühe gaben, wirkt sich 
die in der Mechanik der Bauteile begründete  Layout-Differenz der beiden 
Stufen deutlich messbar aus. Da merkt man jeder Millimeter.

Folgende Tipps möchte ich Dir an die Hand geben:
1. Nutze die Länge der Bauteile zum Kürzen der Leitungen, z.B. D4, R2, 
R3, R7, R10  quer legen (bei D2 hast Du es ja gemacht).

2. Ein ganz wichtiger Punkt: setze Prioriäten bei der Vergabe der 
wertvollen Platinenfläche. IC4 (LM75) und dessen Dipschalter für die 
Adresse sind sowas von unwichtig! Wenn Du den Controller mittig zwischen 
die beiden Stufen setzt, werden beide Sense-Leitungen gleich lang, und 
diese beiden Leitungen sind extrem wichtig, weil sie wegen der geringen 
Spannung anfällig für Störungen sind.
Der Gnd-Punkt vom Controller muss möglichst nahe am Gnd-Potential der 
Sense-Rs sein, sonst zwitschert der Motor. Dafür wäre z.B. sehr wichtig, 
dass die schöne mittlere Gnd-Schiene nicht durch die Leitung zu den 
beiden Disable (HIP-Pin 8) und die Sense-Leitung unterbrochen wird 
(siehe "8.1 Sense Resistors" Von diesem Kapitel ist jeder Satz wichtig, 
die schreiben das nicht ohne Grund hin).

Die Disable-Leitung würde ich fädeln (suche nach Fädeltechnik), d.h. ein 
kleines Pad, an das Du einen Kupferlackdraht anlötest (ohne DuKo).
Was mich wundert: die Disable-Pins gehen nicht an den Controller. Somit 
ist kein "passive fast decay" möglich. Bei mir spielt das eine ziemlich 
zentrale Rolle. Ich kenne den Trinamic nicht genau, kann sein, dass der 
nur mit "active fast decay" auskommt, wenn er es kontrolliert beenden 
kann.

3. Die Jumper für die Sense-Rs!?! Das habe ich jetzt gar nicht 
verstanden.
Meine Idee war, den Platinen-Platz einzusparen für wichtigeres, nämlich 
das Ding möglichst kompakt zu bekommen. Jetzt erst sehe ich, dass du für 
den Controller eine Adpaterplatine einsetzt. Da muss ich tief 
durchatmen, gerade das kleine Chip würde einen wesentlich kleineren 
Aufbau ermöglichen, allerdings reichen vermutlich die 2 Lagen nicht aus.

Nochwas zur Auflösung des Schaltplans (3069px × 2089px): bitte so 
wählen, dass man nicht ewig hin- und herscrollen muss.

[Michael M. (skyscater)]

Abend,

hab das alles nochmals versucht mir zu Herzen zu nehmen und die Platine 
nochmals teilweise überarbeitet. So wurde sich auch hergestellt. Vielen 
Danke auf jeden Fall für die vielen Anregungen und Hilfestellungen!

eProfi schrieb:
> 1. Nutze die Länge der Bauteile zum Kürzen der Leitungen, z.B. D4, R2,
> R3, R7, R10  quer legen (bei D2 hast Du es ja gemacht).
Hab ich gemacht.

eProfi schrieb:
> 2. Ein ganz wichtiger Punkt: setze Prioriäten bei der Vergabe der
> wertvollen Platinenfläche. IC4 (LM75) und dessen Dipschalter für die
> Adresse sind sowas von unwichtig! Wenn Du den Controller mittig zwischen
> die beiden Stufen setzt, werden beide Sense-Leitungen gleich lang, und
> diese beiden Leitungen sind extrem wichtig, weil sie wegen der geringen
> Spannung anfällig für Störungen sind.
> Der Gnd-Punkt vom Controller muss möglichst nahe am Gnd-Potential der
> Sense-Rs sein, sonst zwitschert der Motor. Dafür wäre z.B. sehr wichtig,
> dass die schöne mittlere Gnd-Schiene nicht durch die Leitung zu den
> beiden Disable (HIP-Pin 8) und die Sense-Leitung unterbrochen wird
> (siehe "8.1 Sense Resistors" Von diesem Kapitel ist jeder Satz wichtig,
> die schreiben das nicht ohne Grund hin).
Hab ich gemacht. Der Dip Schalter ist sowieso einigermaßen unnötig, 
wesshalb ich ihn ganz einfach durch Lötbrücken ersetzt hab.

eProfi schrieb:
> Die Disable-Leitung würde ich fädeln (suche nach Fädeltechnik), d.h. ein
> kleines Pad, an das Du einen Kupferlackdraht anlötest (ohne DuKo).
> Was mich wundert: die Disable-Pins gehen nicht an den Controller. Somit
> ist kein "passive fast decay" möglich. Bei mir spielt das eine ziemlich
> zentrale Rolle. Ich kenne den Trinamic nicht genau, kann sein, dass der
> nur mit "active fast decay" auskommt, wenn er es kontrolliert beenden
> kann.
Das Fädeln ist das einzige das ich nicht umgesetzt hab. Das Abschalten 
der Hips geht ganz allein über den Mikrocontroller von statten, der TMC 
kann von sich aus seine Ausgänge lahm legen. Villeicht kommt das aufs 
selbe?

eProfi schrieb:
> 3. Die Jumper für die Sense-Rs!?! Das habe ich jetzt gar nicht
> verstanden.
> Meine Idee war, den Platinen-Platz einzusparen für wichtigeres, nämlich
> das Ding möglichst kompakt zu bekommen. Jetzt erst sehe ich, dass du für
> den Controller eine Adpaterplatine einsetzt. Da muss ich tief
> durchatmen, gerade das kleine Chip würde einen wesentlich kleineren
> Aufbau ermöglichen, allerdings reichen vermutlich die 2 Lagen nicht aus.
Naja ich schalte mit den Jumpern einen 2ten Sense-Widerstand parallel, 
wodurch sich der gesamte Sense-Rs halbiert und mir einen doppelt so 
hohen Strom erlaubt. Da ich vorhab, die Platine universell einzusetzten 
sprich für mehrere Motoren find ich das sehr praktisch.
Bedingt durch unsere begrenzten Mittel ist das wohl leider das Beste und 
Einfachste mit dem TMC.

mfg. Michi

[ccc (Gast)]

Jumper + Leiterbahnführung des Shunts ist Mist (entschuldige den 
Ausdruck).

Grund: der Shunt liegt in der kritischen Kommutierungsmasche und 
zussammen mit dem Jumper + rießige Leiterbahnführung hast du dir ne 
schöne parasitäre Induktivität gebaut die dein Schaltverhalten stark 
beschädigt.

Auch die Masche der MOSFETs + Shunt finde ich schon unnötig groß.

Das zu Optimieren erfordert aber Kreativität und vermutlich ein Redesign 
des kompletten Leistungsteils. Wenn du eh mit einer zweiten 
Adapterplatine arbeitest wäre mein erster Ansatz eine Hauptplatine mit 
ausschließlich Leistungsteil, und dann zum draufstecken die 
Steuerplatine mit Gatetreibern etc. Damit hast dann nämlich ig 4 Lagen 
auf 2 2lagigen Platinen.

[eProfi (Gast)]

Zur allgemeinen Info:
Es gibt einen weiteren Thread von Michael zu dieser Platine:
Beitrag "Schrittmotor ruckelt/ HIP4082 raucht ab"
Dort habe ich vielleicht zu scharfe Worte gewählt (weil ich nicht wissen 
konnte, dass es inzwischen ein Redesign gab), für die ich mich 
entschuldige.

Also, das Design ist wiederum um zwei Klassen besser (meinen Respekt 
hast Du auf jeden Fall), aber offensichtlich noch nicht gut genug.
Ich weiß auch nicht, wie viel Zeit und Energie Du noch hast.


> Doch dürfte der Strom durch die Brücke doch gar nix mit den Hips
> zu tun haben oder?
Deshalb hole ich ein wenige weiter aus: Als Einsteiger meint man, das 
Potential einer Leitung wäre an allen Stellen gleich. Ist es aber nicht, 
weil alle Leitungen untereinander magnetisch gekoppelt sind, d.h. nahe 
beieinanderliegende Leitungen wirken wie Transformatoren. Die Kopplung 
ist umso stärker, je näher die Leitungen beieinanderliegen und je dünner 
und länger sie sind. Deshalb ist es so wichtig, die Leitungen kurz zu 
halten, vor allem, wenn wie hier hohe dI/dt im Spiel sind.

ccc, ich (und das Datenblatt / AppNote) sagen es zum wiederholten Male: 
Die Sense-Rs haben einen entscheidenden Anteil am Funktionieren der 
Schaltung.
Es ist extrem wichtig, dass deren Zuleitungen SO KURZ WIE MÖGLICH sind 
und möglichst kleine Loops entstehen.
Du hast Dich irgendwie darauf fixiert, die Jumper einzubauen. Löse Dich 
bitte von dieser Einstellung. Jumper haben hier NICHTS zu suchen.
Wenn nötig, tauschst Du den Sense-R aus oder lötest einen zweiten 
Huckepack drauf.
Genauso wie der Temp-Sensor. Den brauchst Du nicht, weg damit.
Die dadurch enstehenden Nachteile sind einfach zu groß.

Lasse auf der Platine so viel wie möglich Kupfer stehen, vor allem auf 
der roten Seite (z.B. schadet es nicht, die blauen Plus-Leitungen zu den 
dicken Cs auf der roten Seite parallel zu legen). Kupfer leitet Strom 
und Wärme!

Die Idee von ccc, mehr auf die Adapterplatte zu packen, ist zu 
überlegen!
Wobei ich glaube, man kann es auch so hinbringen.
Als erstes ist wichtig, das Gnd des Trinamic mit dem Gnd der Sense-Rs 
möglichst impedanzarm zu verbinden.

Dringende empfohlene Literatur (die genannten Threads bitte ganz 
durchlesen):
The Do's and Don'ts of Using MOS-Gated Transistors:
www.irf.com/technical-info/appnotes/an-936.pdf
www.mikrocontroller.net/topic/89603#787403
www.mikrocontroller.net/topic/120053#1085287
www.mikrocontroller.net/topic/123482#1126099
www.mikrocontroller.net/topic/162459#1551021
www.mikrocontroller.net/topic/207864
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Über das Routen nur in 45°-Vielfachen gibt es ja auch verschiedene 
Meinungen. Meine ist ganz klar: Es muss nicht schön aussehen, sondern 
gut funktionieren.

Erst mit gutem und richtig verwendetem Mess-Werkzeug sieht man, was 
wirklich passiert. Z.B. dass bei schlechter Masseführung die 
Gnd-Potentiale sich gleich mal um zig V unterscheiden können.

Unzerstückelte Gnd-Flächen bewirken einen Kurzschluss der o.g. 
transformatorischen Wirkung und damit eine Beruhigung des Gnd.

Halte uns auf dem Laufenden. Viel Erfolg!

[eProfi (Gast)]

Noch ein paar Gedanken:
Es wird schwierig, zu sagen, an dem oder dem hat es gelegen, dass Rauch 
entwich. Man kann jedoch viel durch richtiges Messen lernen. Und dann 
sukzessive den Aufbau verbessern.

Durchkontaktierungen sind mehrfach auszuführen, wenn viel Strom 
drüberfließt.

Die Boost-Cs (10µ 100V) können viel kleiner sein, 1µ 25V reicht leicht.
Haben die HIPs keine keramischen Cs an der Versorgung?
Vielleicht ist es ratsam, die HIP4081 zu verwenden.

> Komisch ist auch, dass jetzt schon drei mal der obere HIP geraucht hat.
Das kenne ich zu gut. Trotz identischem Schaltplan für die beiden Stufen 
verhalten sie sich unterschiedlich - das liegt am nicht 100% identischen 
Layout!
Warum verwendest Du keine SMD-UF4003?
Nochmal zu ccc's Idee: Wenn mit zwei Platinen übereinander, dann würde 
ich die Adapterplatine so designen, dass die Pins (z.B. die Leitungen zu 
den HIPs und zu den Sense-Rs an strategisch günstigen Orten auf die 
Hauptplatine gehen.
Aber ich tediere immer noch dazu, gar keine Adapterplatine zu verwenden, 
sondern den TMC direkt zwischen die HIPs zu setzen (möglichst nahe an 
die Sense-Rs). Fädeldraht ersetzt weitere Lagen. Es soll ja keine 
Massenfertigung werden, oder? Das mag aber bei zwei Lagen auch eine 
Schnaps-Idee sein.