Aislamiento de las señales de control del motor desde el microcontrolador de las líneas de alta tensión / corriente

Question

Necesitamos el diseño de un sistema integrado un controlador de motores DC/controlador, el cual estará bajo el control del microprocesador. Debido a los requisitos de espacio, el digital y el analógico de circuitos será en un solo PCB (creo que de PC104 tamaño), o van a ser apilados uno encima del otro (de nuevo, de forma similar a pc104 tablas apiladas). Los requisitos de carga son acerca de 10A a 30V. Puesto actual puede ir hasta 25A.

Con el fin de proteger el controlador del motor, queremos aislar las señales de control. De hecho, incluso la fuente de alimentación y el motivo por el digital y el analógico lados son diferentes. (Tenga en cuenta que esto significa que la tierra de la analógica secundarios pueden ser completamente diferentes de voltaje de la planta de el lado digital)

Mis preguntas son: ¿Cuál es una buena manera de aislar estos dos dominios (optoacopladores, tal vez?). La tasa de señalización entre los dos dominios deben ser alrededor de 1 mhz.

También, estoy un poco preocupado por el ruido del motor que afectan a los circuitos digitales, incluso con el adecuado aislamiento de las líneas de señal de control. Acaba de estar físicamente cerca de un motor incluso a veces causa problemas, vamos solo estar conectado físicamente. Me gustaría escuchar acerca de sus experiencias en la construcción de los controladores de motor/unidades para no cometer los mismos errores.

Answer 1

Opto-aislamiento es la manera de ir. Lo he usado para conducir un amplificador de ultrasonidos de alta tensión de un generador de forma de onda MCU, y es a menudo utilizado para controladores de motor.

El filtrado del suministro de MCU y el uso de TVS, como AVX TransGuards, evitarán otros problemas derivados de la proximidad de altas tensiones y corrientes, así como de transitorios en la red eléctrica.

Answer 2

Optoacopladores puede ser usado en muchas aplicaciones, pero ser conscientes de que la velocidad de conmutación son limitados. Digital de seguridad (dispositivos Analógicos, et al.) utilizando magnético o acoplamiento capacitivo son mucho más rápidos, pero un poco más caro. Hemos tenido buena suerte con todos estos enfoques. En general, optoacopladores (ordinario con controladores externos o conductores como Avego HCPL-3120) va a hacer puesto que la velocidad de conmutación rara vez superan los 100 khz en los motores. Uso de la puerta de los conductores que tienen la suficiente rapidez y lo suficientemente potente como salidas para mantener las pérdidas de conmutación bajo control. Para la retroalimentación analógica considerar amplificadores de aislamiento (TI, Dispositivos Analógicos) LEM o optoamps (Avego) vamos a menudo mace los circuitos de control y caliente sólo par en y fuera del control de la información. Tan lejos como el ruido se va, evitar la ejecución de potencia a través de la tierra de cualquier control o de medición de los circuitos. Uso de suelo planeado PCB de control con una sola conexión de su tierra para poder suelo, si es posible. He utilizado con éxito una pequeña capa 2 (SMT un lado a tierra) de la junta de control en un sistema de poder, con 83 amperios de pico en 385 voltios y 62,5 kHz y no había incluso un poco de problemas con el ruido hasta ahora. El SMT se monta directamente en la alimentación de los dispositivos con espaciadores cortos y recibe sus señales de control a través de un 8 pines.

Answer 3

Es posible que desee buscar en modo común y los estranguladores de alimentación a través de los condensadores además de las típicas bolas inductores de potencia y las señales de control de entrar en la sección digital.

El uso de una alta velocidad de optoacoplador (1 MHz no es un problema con la alta velocidad optoaisladores - he visto hojas de especificaciones de ir hasta 100 Mbps!) y ejecutar una fracción de terreno plano en virtud de que el acoplador óptico.

Para "aplicaciones industriales, creo diferencial de corriente de lazo interfaces son preferibles porque ellos se encargan de las caídas de voltaje a través de largas distancias de cableado y son mucho más inmune al ruido.