Motor Treiber galvanische Trennung

[Bert S. (kautschuck)]

Hi,

Ich bin am Planen eines Motor Treibers für 230VAC und habe bereits ein 
IGBT Modul gefunden, welches soweit passen sollte (ein maximaler Strom 
von 8A wird benötigt): 
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/nfaq1560r43t-d.pdf

Nun bin ich am überlegen, wo genau ich die galvanische Trennung 
vornehme? Folgende Signale kommen/gehen von/zu einem uC und sollten 
galvanisch getrennt werden:

von uC:
- 3x Motortreiber PWM
- 1x Chopper PWM
- 1x Aktivieren des Treibers (SD)

zu uC:
- 3x Strommessung (analoges Signal)
- 1x Spannungsmessung (analoges Signal)
- 1x Fault Detection

Die analogen Signale sind natürlich sehr schwierig galvanisch zu 
trennen, von daher habe ich mir schon überlegt, 2 uC zu verwenden, wobei 
einer alle Interfaces bedient und von einem getrennten Netzteil versorgt 
wird und die Kommunikation dann über einen isolierten CAN machen?

Wie wird das grundlegend bei 230V Motorsteuerungen gemacht, dass eine 
galvanische Trennung vorhanden ist und trotzdem der Strom und die 
Spannung gemessen werden können?

[Bratmaxxe (Gast)]

Kein Modul mit integrierter Trennung gefunden?

[Metterschling (Gast)]

Bert S. schrieb:
> Ich bin am Planen eines Motor Treibers für 230VAC

Für welchen genauen Motor in welcher exakten Verwendung denn?

Wo und wie man galvanisch trennen kann, ist auch eine Frage
dessen, wie zackig z.B. eine OC / OL Erkennung funktionieren
bzw. es zur Abschaltung kommen können soll/muß.

[Kevin M. (arduinolover)]

Digitale Signale zu isolieren ist recht einfach, da gibt es digital 
Isolatoren, bzw auch schon fertig isolierte Gatetreiber.

Analog geht über isolierte OpAmps, da hat TI welche. Die sind oft nicht 
sooo toll von ihren Eigenschaften, reichen für solche Anwendungen aber 
idr. aus. Alternativ nimmt man halt einen externen ADC und isoliert die 
Schnittstelle.

Jenachdem wie das ganze aussieht musst du den uC nichtmal zwingend 
isolieren sondern nur die Schnittstellen nach außen und die 
Logikversorgung.

Die Programmier / Debugg Schnittstelle sollte dann allerdings auch 
isoliert sein.

[Unwichtig (Gast)]

Strom- und Spannungssignal kannst du mit einem Delta-Sigma-ADC an Ort 
und Stelle digitalisieren, TI und andere haben da einiges mit 
galvanischer Trennung im Angebot, z.B. den AMC1304. In vielen DSPs sind 
die Dekodierer schon integriert, auch mit paralleler, reduzierten 
Auflösung für schnelle Überstromerkennung.

Für Logik-Signale gibt es z.B. ADUMs von Analog und viele Alternativen 
von TI & Co.

[Unwichtig (Gast)]

>Wie wird das grundlegend bei 230V Motorsteuerungen gemacht, dass eine
galvanische Trennung vorhanden ist und trotzdem der Strom und die
Spannung gemessen werden können?

Spannung wird nicht immer galvanisch getrennt gemessen, die MC-Schaltung 
liegt dann z.B. auf DC-Minus. Strom kann über Delta-Sigma (s.o.) oder 
Hall-Sensoren mit (z.B. LEM-CASR-Serie) und ohne (z.B. Allegro ACSxxx) 
Kompensation gemessen werden.

[Bert S. (kautschuck)]

Ok, danke euch. Das wird ein Servoantrieb für einen PMSM (1kW).

Ich werde es wohl so machen wie vorgeschlagen, der uC wird nicht 
galvanisch getrennt, sondern nur USB, CAN, SWD und der Encoder 
(Differentielle Übertragung), wird wohl günstiger kommen so. Zumindest 
brauche ich so keine analogen Wandler, welche recht teuer zu sein 
scheinen.

Grüsse und Danke,
Bert

[Harald W. (wilhelms)]

Bert S. schrieb:

> Zumindest brauche ich so keine analogen Wandler,
> welche recht teuer zu sein scheinen.

Gerade weil AD-Wandler heutzutage wirklich billig sind, macht eine
analoge Potentialtrennung nur noch in wenigen Ausnahmefällen Sinn.

[Falk B. (falk)]

Bert S. schrieb:
> Nun bin ich am überlegen, wo genau ich die galvanische Trennung
> vornehme? Folgende Signale kommen/gehen von/zu einem uC und sollten
> galvanisch getrennt werden:
>
> von uC:
> - 3x Motortreiber PWM
> - 1x Chopper PWM
> - 1x Aktivieren des Treibers (SD)

Digitalsignale, das ist einfach. Siehe  Optokoppler und deren 
moderne Nachfolger.

> zu uC:
> - 3x Strommessung (analoges Signal)
> - 1x Spannungsmessung (analoges Signal)

Welche Bandbreite? Isolierverstärker gibt es fertig, Z.B. ACPL-C870.

> - 1x Fault Detection

Digital.

> Die analogen Signale sind natürlich sehr schwierig galvanisch zu
> trennen,

nö.

 von daher habe ich mir schon überlegt, 2 uC zu verwenden,

Unsinn.

wobei
> einer alle Interfaces bedient und von einem getrennten Netzteil versorgt
> wird und die Kommunikation dann über einen isolierten CAN machen?

Warum nicht einfach den uC ohne Isolation direkt auf Netzpotential 
betreiben? Das hab ich hier in einem Projekt auch so gemacht. 
Kommunikation nach außen über isoliertes CAN mit ISO1050DUB. Man braucht 
dann auch einen galvanisch getrennten Debugger, aber sowas ist machbar. 
Während der Entwicklung muss man dann teilweise die Endstufe per 
Trenntrafo betreiben, damit man die Schaltungsmasse erden kann und man 
messen kann.

> Wie wird das grundlegend bei 230V Motorsteuerungen gemacht, dass eine
> galvanische Trennung vorhanden ist und trotzdem der Strom und die
> Spannung gemessen werden können?

All deine Signal sind galvanisch trennbar. Die Alternative steht oben.