Necesitamos diseñar un controlador/controlador de motor de CC integrado, que estará bajo el control de un microprocesador. Debido a los requisitos de espacio, los circuitos digitales y analógicos estarán en una sola PCB (piense en el tamaño de PC104) o se apilarán uno encima del otro (nuevamente, similar a cómo se apilan las placas PC104). Los requisitos de carga son de unos 10A a 30V. La corriente de parada puede llegar hasta 25A.
Para proteger el controlador del motor, queremos aislar las señales de control. De hecho, incluso la fuente de alimentación y las conexiones a tierra para los lados digital y analógico son diferentes. (Tenga en cuenta que esto significa que la conexión a tierra del lado analógico puede tener un voltaje completamente diferente al de la conexión a tierra del 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 debe ser de alrededor de 1Mhz.
Además, estoy un poco preocupado por el ruido del motor que afecta el circuito digital, incluso con el aislamiento adecuado de las líneas de señal de control. El simple hecho de estar físicamente cerca de un motor a veces incluso causa problemas, y mucho menos estar físicamente conectado. Me gustaría conocer sus experiencias en la construcción de controladores/variadores de motor para que no cometamos los mismos errores.
Los optoacopladores se pueden usar en muchas aplicaciones, pero tenga en cuenta que las velocidades de conmutación son limitadas. Los aisladores digitales (dispositivos analógicos, et al.) que usan acoplamiento magnético o capacitivo son mucho más rápidos, pero un poco más caros. Hemos tenido buena suerte con todos estos enfoques. En general, los optoacopladores (normales con controladores externos o controladores como Avego HCPL-3120) funcionarán, ya que las velocidades de conmutación rara vez superan los 100 kHz en los motores. Utilice controladores de compuerta que tengan salidas lo suficientemente rápidas y potentes para mantener las pérdidas de conmutación bajo control. Para la retroalimentación analógica, considere los amplificadores de aislamiento (TI, Analog Devices), los LEM o los optoamplificadores (Avego). A menudo, activaremos los circuitos de control y solo conectaremos y desconectaremos la información de control. En lo que respecta al ruido, evite pasar energía a través de la tierra de cualquier circuito de control o medición. Si es posible, use PCB de control con conexión a tierra con una sola conexión de tierra a tierra de alimentación. He utilizado con éxito una pequeña placa de control SMT de 2 capas (un lado conectado a tierra) en un sistema de alimentación con un pico de 83 amperios a 385 voltios y 62,5 kHz y hasta ahora no he tenido ni un poco de problema con el ruido. El SMT se monta directamente en los dispositivos de alimentación con distancias cortas y obtiene sus señales de control a través de un encabezado de 8 pines.
El optoaislamiento es el camino a seguir. Lo he usado para impulsar un amplificador ultrasónico de alto voltaje desde un generador de forma de onda MCU, y a menudo se usa para controladores de motor.
Filtrar el suministro de MCU y el uso de TVS, como AVX TransGuards, evitará otros problemas derivados de la proximidad de altos voltajes y corrientes, así como transitorios en la red eléctrica.
Es posible que desee ver los estranguladores de modo común y los condensadores de paso, además de los típicos inductores de perlas donde las señales de control y potencia ingresan a la sección digital.
Use un optoacoplador de alta velocidad (1 MHz no es un problema con los optoaisladores de alta velocidad; ¡he visto hojas de especificaciones que alcanzan los 100 Mbps!) y ejecute un plano de tierra dividido debajo de ese optoacoplador.
Para "aplicaciones industriales, creo que se prefieren las interfaces de bucle de corriente diferencial porque manejan caídas de voltaje en largas distancias de cableado y son mucho más inmunes al ruido.
MikeJ-ES