El motor paso a paso provoca picos masivos en la fuente de alimentación al desacelerar

Supongo que las puntas se producen con cada paso del motor. ¿Es este el caso? Si es así, entonces no puedes eliminar los picos, solo puedes mitigarlos.

El motor es una carga inductiva, por lo que la corriente no puede detenerse instantáneamente cuando se abre uno de los interruptores (que supongo que son mosfets). Esa corriente del motor tiene que ir a alguna parte, y para eso están los diodos de rueda libre. Pero los diodos de rueda libre no pueden encenderse instantáneamente, por lo que la tensión aumentará hasta que los diodos comiencen a conducir y den a la corriente del motor un camino para fluir. Eso es lo que son esos picos.

Hay varias formas de mitigar el problema, pero la forma más común es usar diodos libres más rápidos. La especificación que debe buscar es "tiempo de recuperación inversa". Si su puente utiliza los diodos de cuerpo de mosfet para la rueda libre, los diodos más rápidos pueden estar en orden, ya que los diodos de cuerpo no son necesariamente rápidos.

Otra forma de mitigar el problema es ralentizar el apagado del interruptor. El apagado más lento permite más tiempo para que el diodo de rueda libre comience a conducir. Pero puede que no sea tan simple como suena, ya que un apagado más prolongado podría causar disparos si no se compensa con el encendido del otro interruptor en ese medio puente. El apagado suave también es la forma en que reduciría la EMI, pero a costa de una mayor disipación de calor en el interruptor.

Si solo desea mitigar la sobretensión en la fuente de alimentación (los picos no son un problema para el puente), todo lo que necesita es un rápido zener en la entrada del puente. Un condensador de alta frecuencia también puede hacer el truco.

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Acabo de ver el esquema y me di cuenta de que todos los componentes que mencioné anteriormente están enterrados dentro del chip y no son accesibles para usted. Así que el enfoque Zener o condensador rápido es todo lo que está disponible. La placa ya tiene un par de tapas cerámicas de 0.1uF (c2 y c3), por lo que sugeriría un zener (alrededor de 30 voltios) en VMOT y GND.

Déjame tomar un pequeño desvío a los motores síncronos mientras contesto. Prometo volver a los steppers. Los Steppers son muy similares a los motores síncronos de imán permanente (PMSM) en muchos aspectos (excepto el número de fases y el hecho de que están espaciados 90 °, no 120 ° como en un PMSM).

Si ejecuta un PMSM desde un convertidor de frecuencia, básicamente reduce el voltaje de entrada tanto como necesita para obtener el par requerido (proporcional a la corriente) en su motor. Alcanza la velocidad máxima (RPM) una vez que el EMF inverso de su motor es casi igual a la tensión de alimentación. Si simplemente apaga todos los transistores en su convertidor de frecuencia al máximo. velocidad, el EMF de retroceso del motor se rectificará a lo largo de los diodos de rueda libre del convertidor, pero no puede obtener un voltaje más alto que el voltaje de entrada original, porque no puede girar el motor más rápido de lo que permite el voltaje de entrada. Sin embargo, si su conductor intenta desacelerar activamente el motor, actúa como un convertidor elevador desde el motor a los rieles de suministro, y la tensión de entrada aumentará (a menos que intente destruir la energía mediante la conexión activa de una resistencia de freno) .

La misma historia para los steppers, excepto que ahora tienes un sistema de dos fases. Si su conductor intenta disminuir la velocidad de su motor mediante una señal PWM en sus transistores de salida, es probable que necesite una resistencia de freno. O un capacitor de entrada muy grande que tomará la energía sin causar un aumento excesivo del voltaje ...

Sus picos pequeños pueden simplemente cambiar de ruido (movimiento libre de la inductancia parásita), y usar algunos condensadores más pequeños en los lugares correctos (justo al lado del controlador, por ejemplo) podría ayudar.