Motorsteuerung, diesmal hoffentlich ohne EMV-Probleme.

[Besserwessi]

Für sich betrachtet ist es richtig, dass R4*C4 nicht die Grenzfrequenz festlegt. Da ist es tatsächlich C4*(R3 ||R4) die passende Zeitkonstante - nicht wegen der Frage in Reihe oder Parallel, sondern es ist einfach die Impedanz des Spannungsteilers - deshalb auch die Parallelschaltung der Widerstände, was im wesentlichen vom kleineren R3 =R1 dominiert wird.

Für den Differenzverstärker als ganzes sind es allerdings C4=C6 und R4 = R2 die die Grenzfrequenz festlegen. Auch wenn es vielleicht anders aussieht ist das ganze nur ein Tiefpass 1.Ordnung. Der Hauptteil kommt von C6 und R2 - das man bei C4 und R4 die selben werte hat sollte vor allem dafür das die Gleichtaktunterdrückung gut bleibt und die Tiefpasswirkung auch weiter zu hohen Frequenzen wirkt. Die Tiefpasswirkung vor dem nicht inv. Eingang des OPs ist da mehr ein schöner Nebeneffekt.

So wie die Schaltung ist, hat man 160 Hz Grenzfrequenz von der Schaltung um den OP und dann noch einmal 16 kHz vom RC Glied dahinter.

[lebratmaxe]

Also irgendwie raff ich das nicht mit der Zeitkonstante, weder in noch nach der Schaltung.
In der Schaltung: wenn t = C4 * (R3 || R4) = 100n *(1k || 10K) = 100n * 0,91k = 0,091 ms = ~10 Hz
Und nach dem OP: ??

Von der Anzahl/Beschaltung der Bauteile kann man das jetzt so lassen? Die Werte kann man ja auch festlegen, wenn das Layout fertig ist.

[Besserwessi]

Von den Teilen kann man das so lassen - bei den Werten würde ich wohl noch was ändern. So passen die beiden Filterstufen halt noch nicht so ganz zusammen. Für ein langsame Strommessung sollte der RC Filter hinter dem OP langsamer werden, also etwa 5 K und 100 nF. Für ein schnelle Strommessung sollte der Filter um den OP schneller werden, also etwa 1 nF statt 100 nF.

Der Filter nach dem OP ist recht einfach mit der Zeitkonstante R11*C9 , zur Zeit also 10 µs, was etwa 16 kHz entspricht.

Die Schaltung um den OP hat mit den Werten oben. Halt eine Zeitkonstante von R2*C6= 10 K * 100 n = 1 ms, was etwa 160 Hz entspricht. Dabei wirkt C6 für den Frequenzbereich von etwa 160 Hz - 1,6 kHz - da ist dann die Verstärkung am OP schon fast 1 und kann nicht mehr weiter abnehmen. Da setzt dann die RC Kombination mit C4 und R3||R4 ein mit einer Zeitkonstante von etwa 91 µs, was etwa 1,7 kHz entspricht. Gerade wenn die Widerstände/Kondensatoren paarweise gleich sind, verhält sich der Differenzverstärker wie ein einfacher Tiefpass 1. Ordnung.

Je nachdem wie groß die Störungen an der GND Seite des Shunts sind, könnte man C4 ggf. auch größer machen - das gibt mehr Filterwirkung, aber halt auch weniger Unterdrückung für Störungen am Shunt.

[lebratmaxe]

Ahhh... habs verrafft mit Zeitkonstante und Gegenfrequenz... alles klar, vielen Dank.

Hier im Anhang noch die Layouts, gibt's dazu noch Kommentare?
Es fehlen noch:
- die durchkontaktierten Löcher, um den VNH3SP30 an VCC und die beiden Motor-OUTs anzuschließen. Gibts es dafür eine gute Lösung? Vias? Durchkontaktierte Löcher (Fischer Leiterplatten)? Die Löcher sollten halt nicht "verschlossen" sein, damit man den VNH3SP30 über die Pads auf der Unterseite festlöten kann.
- Kühlflächen an den Motor-OUTs, links und rechts von der H-Brücke. Mit einem Polygon schaff ich das irgendwie nicht. Auch wenn ich das Polygon auf den gleichen Namen setze, mach es "Isolations-Abstände".

Weiß jemand, wieso der VNH3SP30 aus der st-microelectronics Bibliothek (die bei Eagle dabei ist), einen Footprint hat, bei dem unter den großen Pads auf der Unterseite nicht flächig "tStop" aufgetragen ist sondern nur so Punkte? Wäre es nicht besser, hier würde vollflächig blankes Kupfer auf der Leiterplatte sein?

[Besserwessi]

Die GND Verbindung am OP Eingang braucht man so oder so. Der "Junper" SJ1 ist überflüssig - wenn überhaupt bräuchte man dann noch eine alternative Masse. Die Elkos Direkt an Treiber IC legt einen Fest darauf nur den mittleren Strom zu messen. Auch sieht man so ggf. Störungen von der 24 V Spannungsquelle, falls da noch andere Motoren oder so dran sind. Von der Tendenz würde ich die Elkos lieber auf der anderen Seite des Shunts haben - nur die 100 nF direkt am Treiber.

Am µC ist der Abblockkondensator (C11) für Pins 18 und 21 irgendwie weit weg - ggf, wäre auch ein 2. nicht verkehrt, falls der OP schneller wird. Den C10 ist da sogar der weniger wichtige - hatte ich vor her irgendwie verwechselt. Der eine Kondensator direkt am Pin 21 nach +5 V ist ggf. sogar Kontraproduktiv - der GND Pin sollte möglicht sauber bleiben, und nur für die Analogen GND Signal genutzt werden, also etwa die Verbindungen zum OP und C11 und C10.

[lebratmaxe]

So, habe es nochmal etwas überarbeitet und ich denke, es passt jetzt auch langsam...

Der Jumper war nur, damit ich eine extra Leiterbahn direkt vom Shunt zum inv-Eingang des OPs ziehen kann. Sonst hat Eagle mich immer auf die nächst beste GND-Stelle geleitet. Jetzt ist es halt mit einer manuell angelegten Leiterbahn gelöst.

Der Anschluss der Elkos ist auch nicht mehr direkt am Motor-IC. Es gibt in der Tat noch einen weiteren Motor im System.

Die Kerkos am IC sind jetzt hoffentlich auch besser platziert, bzw. einer ist wegoptimiert. Der Kerko für V_ANALOG sitzt halt in der Mitte zwischen µC und OP. Er muss ja für beide die Spannung puffern.

[Besserwessi]

Der Kondensator C5 ist etwas reichlich weit weg vom µC - nicht dramatisch, aber auch nicht wirklich wie es sein sollte. Ein besserer Platz wäre etwa da wo jetzt C13 ist, und dafür C13 etwas nach links.

Die Rest Leitung ist auch noch recht lang - C1 macht vor allem dann Sinn, wenn er recht dicht am µC ist. Es ist aber halt unten rechts recht eng, aber wenigstens die Leitung könnte eher unter der Befestungsbohrung lang gehen.