Problema de VNH5019A Flyback en PCB personalizado

Tengo una PCB personalizada de alta potencia que diseñé recientemente y actualmente estoy probando. Está diseñado para utilizar 2 actuadores lineales de enlace . Estoy usando un puente H VNH6019A para controlarlos. Funcionan simplemente cuando -12v sube, 12v baja (en cada terminal).

Mi esquema para el puente es:ingrese la descripción de la imagen aquí

Estoy usando el tamaño de condensador sugerido para el controlador:

"Nota: El valor del capacitor de bloqueo (C) depende de las condiciones de la aplicación y define el voltaje y la ondulación de corriente en la línea de suministro en la operación PWM. La energía almacenada de la inductancia del motor puede regresar al capacitor de bloqueo, si el controlador del puente entra en 3 -Estado. Esto provoca una sobretensión peligrosa si el condensador no es lo suficientemente grande. Como orientación básica, se recomienda 500 μF por 10 A de corriente de carga".

Estoy usando una fuente de alimentación de 12 V, que se utiliza para la alimentación principal de los actuadores, así como una fuente de alimentación regulada de conmutación de 5 V "todo en uno" para mis componentes de nivel lógico.

Estoy usando una pantalla LCD inteligente de 4DSystems para controlar la placa, por lo que tiene desacoplamiento interno y se alimenta desde la línea de 5v.

Esquema del regulador de potencia:ingrese la descripción de la imagen aquí

Esquema del conector LCD:ingrese la descripción de la imagen aquí

Dado que mis actuadores pueden consumir un máximo de 10 A, estoy usando un condensador electrolítico de 500 uF.

Cuando conecto uno (o dos) actuadores, funcionan bien sin problemas notables. Sin embargo, si uso un actuador (el mismo problema con dos) y conecto un osciloscopio a la salida de 5v de mi regulador cuando el actuador deja de moverse, obtengo un pico de voltaje desagradable en la línea de 5v hasta 16v.

Tengo suficiente desacoplamiento, ya que hay una pequeña caída (<20 mA) cuando se encienden los actuadores. Dado que es cuando los actuadores se detienen, debe (?) ser un retroceso de la carga inductiva.

Mis preguntas:

  1. ¿Por qué sucede esto cuando estoy usando tapas de retorno significativamente más altas que las requeridas (mi actuador único sin carga consume solo ~ 800 mA).
  2. Dado que hay un pico tan grande, ¿por qué se daña mi LCD o cualquier otra cosa alimentada por la línea de 5v?
  3. ¿Cuál es la solución?

Gracias

EDITAR: Supongo que lo más fácil es lanzar un diodo de retorno a través de los terminales del actuador. Suponiendo que funcione, todavía me gustaría saber el número 1 y 2

EDIT2: No importa, no puedo hacer eso desde un puente h, ya que la polaridad cambia. Volver al punto de partida.

H-bridge y flyback son dos topologías diferentes.
@LongPham Cualquier carga inductiva induce un voltaje de retorno. Los actuadores son una carga inductiva, el H-BRIDGE es irrelevante
Muestra cómo mediste el pico.
@Andyaka Tomé tierra en un punto muerto y conecté el cable principal del alcance al pin de salida de mi regulador. Aquí está el resultado del alcance: prntscr.com/jcumkq
¿Y qué hay de tu técnica de sondeo? Usaste uno de estos: sonda tierra resorte
@Andyaka No. Así que no tengo experiencia en el uso de ámbitos. Tengo una sola sonda conectada al canal uno. Esta sonda tiene una pinza de cocodrilo de tierra. Esto lo conecté a un punto muerto en la placa de circuito impreso. El clip de empuje principal para el canal uno está conectado al riel de 5v. Mi suministro de CA/CC de 12 V está conectado a tierra en su chasis, pero no en la placa de circuito impreso. En su recinto final estará conectado a tierra en la pcb y el ac/dc
¡Ahí está tu problema! Esa falta de sondeo es casi un defecto entre los nuevos miembros.
Gracias @winny. ¡Es bueno tener un problema con la técnica de prueba y no con la placa por una vez!
Probablemente, pero necesita mostrar su diseño para descartarlo.
@winny ¿Puedo enviarte un mensaje? No puedo publicarlo aquí en público.
Técnicamente sí, pero esto se encuentra entre la pregunta requerida para responder y la IP de su empresa. ¿Qué tan grande es su bucle de alta frecuencia en diámetro en el tablero?
@winny bueno, hay múltiples bucles de alta corriente separados para paneles LED y dos bancos de actuadores con puentes h separados. Sería difícil obtener una medida exacta. no entiendo tu primer punto

Respuestas (1)

No tengo experiencia con el uso de alcances. Tengo una sola sonda conectada al canal uno. Esta sonda tiene una pinza de cocodrilo de tierra. Esto lo conecté a un punto muerto en la placa de circuito impreso.

Eso forma una pequeña antena de cuadro adecuada para captar impulsos de campos magnéticos y es muy probable que lo que está viendo sea un fantasma. Las corrientes en su circuito son de alrededor de 10 amperios (y con flancos bastante rápidos) y este tipo de problema de sondeo de alcance es común en los convertidores de conmutación. Necesita usar un plano de tierra y un sondeo adecuado en un circuito como este o estará peleando una batalla cuesta arriba.

Aquí hay algo que puedes probar. Conecte la pinza de cocodrilo al extremo de la sonda de alcance para formar un cortocircuito. Ahora conecte la sonda del osciloscopio (con la pinza de cocodrilo intacta) al poste de conexión a tierra de su circuito. ¿Qué esperarías ver y qué ves realmente?

Eso lo resolvió. ¡Moví el pin de tierra más cerca de la entrada de mi alcance y desapareció! Como pregunta secundaria. Dado que hay tanto EMF en la placa, debería agregar algo de protección transitoria a mis pines individuales para mi LCD, ¿correcto? Actualmente tengo resistencias en serie pero podría agregar diodos de tapas/TVS.
Es difícil para mí aconsejar en general sobre esto en particular. No estaría de más colocar huellas de capacitores y luego solo rellenar si es necesario.
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