Problem z palącym się TB6612

[Skipper]

Witam serdecznie. Chciałbym opisać problem który wyeliminował mnie z Sumochallenge.

Dużo do tej pory korzystałem z tytułowego mostka w robotach typu LF.

Jakiś czas temu rozpoczęły się prace nad minisumo. Robot został w 100% ukończony jednak pojawia się problem. Podczas uruchomienia (silniki w powietrzu, Pololu HP 30:1) wszystko działa, ale po pewnym czasie pali się mostek.

Oto schemat ideowy:

Generalnie pierwszym nasuwającym pomysłem jest obciążenie mostka za dużym prądem, robot nawet nie jeździł, silniki zamontowane bez kół więc nie ma mowy o zbyt dużym prądzie

Druga rzecz która zwróciła moją uwagę to równoległe połączenie sygnałów wyjściowych dla silników. Tzn teoretycznie istnieje możliwość że kanał 1 będzie wcześniej wysterowany niż 2 i w efekcie na wyjściu wystąpi chwilowe zwarcie, ale z tego co widzę to wszyscy na forum podłączyli dokładnie tak samo...

Jeśli chodzi o EMI to wszystko ok, oddzielna masa dla zasilania silników, ścieżki o wystarczającej grubości.

Po prostu nie mam bladego pojęcia dlaczego tak się może dziać...

Ktoś ma pomysły?

[MirekCz]

Brak dużych kondensatora low-esr przy mostkach. Krótka szpilka z silników może podnieść napięcie do takiego stopnia, że mostek tego nie przeżyje.

Co do ewentualnego pozostawienia obu tranzystorów otwartych to nie powinno to nastąpić, bo są określone czasy otwarcia/zamknięcia. Możesz zawsze programowo dodać zabezpieczenie.

[Skipper]

Fakt mostek ma zabezpieczenia ale raczej w obrębie jednego kanału, wyobraźmy sobie taką sytuację: (spoglądając na schemat) AIN2 oraz BIN2 są od siebie oddalone nieco przez co sygnał nie pojawia się na nich jednocześnie, podobnie z AIN1 i BIN1, przez co na wyjściach B02, A02 może przez bardzo krótki okres czasu panować różny stan a jako że na wyjściu są spięte razem tworzy się zwarcie. Im częściej zmieniamy kierunek, tym częściej pojawia się to zwarcie i w rezultacie mostek się przegrzewa.

Jeden mostek spalił się w charakterystyczny sposób, na jednym z wyjść na stałe był potencjał niski, więc zepsuł się tranzystor dolny z mostka (stale zwarty). Sterowanie działało, można było go w jednym kierunku kręcić i stopować, ale inwersja nie wchodziła w grę ze względu na uszkodzenie.

Co do kondensatorów to faktycznie ze względu na brak miejsca dałem tylko 100nF, ale generalnie powinno to wystarczyć, spora cześć użytkowników nie stosuje żadnych kondensatorów i nie ma z tym problemów. Są poprowadzone oddzielne masy, więc zakłócenia nie wracają zbyt chętnie do napięcia 3V3

[MirekCz]

1.Oblicz jaka będzie różnica w czasie propagacji sygnału na różnych odległościach sygnałów AIN1/AIN2/BIN1/BIN2 i porównaj to do czasu przełączania tranzystorów

2.Fajnie, że nie mieli kondensatorów, ale może mieli bliżej baterie, grubsze kable, duży kondensator na wejściu stabilizatora, który trochę pomagał itd. itp.

Nie mówię tutaj o "zakłóceniach", tylko o szpilce kilkudziesięciu V pojawiającej się na wyjściu silnika. Jak sobie Twój układ z tym poradzi? Sprawdziłeś na oscyloskopie?

Dodaj kondensatory low-esr.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Bobby]

Dodatkowo, myślę, że 100nF na pinach silnika nie zaszkodzi, a może pomóc.

[grabo]

A ja bym zaczął od sprawdzenia płytki z miernikiem... Zapewne sam dodawałeś element, więc sprawdziłbym w oparciu o Datasheet czy oby na pewno rozkład pinów na footprincie się zgadza.

[Skipper]

Jeśli chodzi o biblioteke jest ok, korzystałem już z niego.

Na silnikach kondensatory eliminujące mody wspólne i różnicowe.

Mirek, masz rację i jestem świadom tego braku, niestety bez robienia kolejnej płytki nie poradzę sobie z tym bo fizycznie nie dam rady. No ale będzie to przestroga na przyszłość, bo liczyłem że dwa kondensatory połączone równolegle dadzą zadowalający skutek (ESR też się zmniejsza wtedy)

Do tej pory powstały trzy konstrukcje w których były tylko kondesatory 100nF i dawały radę.

Dzięki za pomoc.

[Harnas]

Miałem identyczny problem. Spaliłem łącznie chyba 6 mostków i po spaleniu ostatniego dołożyłem do ścieżek zasilających dodatkowo 1 kondek 100nF na 1 mostek i od tego czasu wszystko śmiga.

[Skipper]

no tak, tylko że ja wątpie żeby 1 kondensator rozwiązał problem gdyż na zasilaniu mam 4kondensatory 100nF na każdym stopniu zasilaniu, czyli na 7.4V, 5V, 3.3V

[MirekCz]

Skipper: Jak potrzebujesz to mam 10uF 0805 10V ceramiczne. Może wystarczą o ile zasilasz całość z nie więcej niż 2li-poly. Cena nie byłaby mała, bo 2zł/szt., ale jak uratuje to Tobie wydatek kilkukrotnie większy i sporo czasu to może warto spróbować zamiast jednego 100nF je dać.

Dokładny model - GRM21BR71A106KE51L

[ Dodano: 09-11-2011, 21:34 ]

Skipper, Ty nie rozumiesz po co jest kondensator.

Jak odcinasz silnik od zasilania to on "siłą rozpędu" próbuje utrzymać płynięcie prądu (dzieje się tak z powodu zgromadzonego pola magnetycznego). Na zaciskach silnika powstaje bardzo duża różnica potencjału - mówimy nawet o kilkudziesięciu V w małym silniczku.

Normalnie przez diody w mostku napięcie to jest ograniczane do napięcia zasilania (czyli od VM do GND). Jest to bardzo krótka szpilka o bardzo małej energii, więc szybka dioda schottky załatwia sprawę - o ile elektrony mają ścieżkę o bardzo małym oporze, którą mogą płynąć.

Tą ścieżką jest kondensator low-esr umieszczony blisko scalaka.

W Twoim wypadku tego kondensatora nie ma i elektrony muszą pokonać całą drogę do baterii (opór, indukcyjność) + duża rezystancja baterii. Krótko mówiąc są hamowane i różnica potencjałów może nie będzie aż tak duża, ale wystarczy raz 20-30V i może być po mostku.

Kondensatory na zasilaniu 5V czy 3,3V nie mają z tym problemem wiele wspólnego. Pamiętaj też, że 10uF to jest 100 razy więcej niż 100nF - więc różnica ogromna i pomieści on dużo więcej energii.

[piotreks-89]

MirekCz 10uF ceramiczne? Chyba miałeś na myśli tantalowe, bo wątpię żeby by istniały ceramiczne o takiej pojemności,

[karol9966]

piotreks-89, owszem, istnieją kondensatory ceramiczne o pojemności 10uF, czemuż to miały by nie istnieć?

[MirekCz]

MirekCz 10uF ceramiczne? Chyba miałeś na myśli tantalowe, bo wątpię żeby by istniały ceramiczne o takiej pojemności,

http://search.digikey.com/us/en/products/KHD101E107M99C0B00/565-3287-ND/2095901

Specjalnie dla Ciebie - 100uF/100V. Tylko nie patrz na cenę (w dolarach, bez vatu), bo można dostać zawału 😉

Przeważnie używa się elektrolity, albo ew. tantalowe, z powodu bardzo wysokiej ceny jaką się płaci za miniaturowe kondensatory ceramiczne.

[Skipper]

Mirek doskonale rozumiem po co ten kondensator tam jest 😉 i przyznaje że pominąłem go świadomie w projekcie

Moja wypowiedź odnośnie tego że jeden kondensator 100nF nie zrobiłby różnicy odnosiła się do tej:

Miałem identyczny problem. Spaliłem łącznie chyba 6 mostków i po spaleniu ostatniego dołożyłem do ścieżek zasilających dodatkowo 1 kondek 100nF na 1 mostek i od tego czasu wszystko śmiga.

Bo akurat zasilanie mam odpowiednio filtrowane przy stabilizatorach.

Super, że masz je na stanie, odezwę się w tej sprawie, bo potrzebuje również innych rzeczy

[Harnas]

Teraz właśnie uruchamiam 2 tb6612 w MM i sprawdzałem na ledach czy działa. I szukałem troszkę błędu czemu jak dam na obydwa wejścia 0 to na wyjściach to i tak led miga w takt sygnału pwm. O tuż w tabelce na stornie 4 w datasheecie widać dokładnie różnicę w stanach na wyjściu. Więc jeżeli podamy na obydwa wejścia 0 to wyjścia będą raz zwarte do masy a raz wisiały w powietrzu. Może właśnie po to zwiera się do masy aby uniknąć szpilek wchodzących do VCC? Zdaje mi się że właśnie w tym tkwi błąd, bo w przypadku stanu wysokiej impedancji na wyjściach mamy różne "śmieci". Silniki należy zatrzymywać podawaniem na wejścia mostka jedynek a nie zer.