Незважаючи на те, що це питання виглядає як дуже специфічне, його можна розглядати як набагато більш загальне питання фільтрації випадків: "Як можна відфільтрувати електричний шум, що надходить від силових електродвигунів?" .
Перші інформаційні дані, які нам потрібно зібрати заздалегідь - це тип шуму, якому піддається наш ланцюг. Іноді отримати ці дані заздалегідь важко, іноді навіть важче виміряти шум без попереднього досвіду та високого класу лабораторного обладнання.
Загалом, ми можемо оцінити наші джерела шуму з точки зору:
- Внутрішнє або зовнішнє. Тобто: чи надходить / створюється шум всередині нашої власної системи? Або це відбувається поза нашою системою?
- Механізм зчеплення: ємнісна муфта, індуктивна муфта, шлейфи заземлення, ЕМ-випромінювання ...
- Характеристики шуму: комутований, тепловий (гауссовий), постріл, мерехтіння ...
- Діапазон частот і Q. Який вузький або широкий діапазон наш шум? Він різко падає / зникає поза цією смугою (фактор якості)?
Наведене вище є неповним частковим списком, який може слугувати лише вихідним пунктом.
Тоді, прийомів дуже багато, я маю на увазі буквально сотні хитрощів і більш широкі підходи залежно від випадку.
Вникаючи в специфіку оригінального питання, це моя найкраща здогадка про тип шуму, який може виникнути в системі,
- Шум надходить головним чином від самої системи, силових двигунів та драйверів. 30А пікового струму комутації є високим, щоб генерувати імпульси, які можуть легко з'єднуватися з рештою ланцюга.
- Ємнісна муфта, індуктивна муфта та шлейфи заземлення можуть стати причиною неприємностей тут через високі імпульси струму водіїв.
- Шум перемикається, я думаю, що в області 1 МГц, проте армоніки в діапазоні 1-10 МГц можна було легко генерувати / випромінювати.
Деякі практичні підказки та методи поводження з шумом у системі, наведеній вище:
- Якщо можливо, фізично відокремте двигуни та драйвери від решти ланцюгів. Це, очевидно, неможливо у всіх випадках, наприклад, якщо у вас є одна плата для всієї електроніки. Однак, якщо ви можете дозволити собі дві окремі дошки, одна для управління двигунами, інша для решти системи, це корисно зробити.
- Уникайте проблем із заземленням та з’єднанням шуму з шумом, використовуючи ретельно продумане зоряне заземлення для всіх ваших ланцюгів, включаючи драйвери живлення, акумулятори та шасі.
- Не дозволяйте будь-якому шасі або великій металевій деталі плавати, оскільки це буде взаємодіяти з ЕМ-полями, що генеруються двигунами та силовими драйверами, відображаючи, поширюючи та / або повторно випромінюючи поля ЕМ як додатковий шум.
- Що стосується самих двигунів і залежно від типу двигуна, ви, звичайно, можете застосувати шумові фільтри поблизу / прикріплених до двигунів. Для двигунів постійного струму, які, можливо, не є вашим випадком, розумно паяти невеликі керамічні конденсатори на кожній фазі, як можна ближче до двигуна. Міцні (високої напруги) 0,1uF конденсатори є хорошим правилом для початку. Залежно від застосування, ви також можете додати ще одну пару керамічних конденсаторів від кожної фазної води до шасі. Не забудьте перевірити точний тип двигуна та водія перед тим, як відправлятися за цим маршрутом.
- Кабелі, що з'єднують драйвери та двигуни, повинні бути максимально наближеними та закрученими.
- Конденсатори для роз'єднання / байпасу повинні бути щедро додані до ліній електропередач вашого драйвера, у двох варіантах: об'ємні конденсатори (можливо, в сотнях флуоресцентного фільтра для низькочастотної фільтрації) та конденсатори високої частоти (зазвичай 0,1 мкФ).
Повертаючись до схеми, яку ви опублікували, моїм початковим підходом було б:
- Не використовуйте дросель загального режиму, оскільки це більше показано для ємнісних шумних з'єднань, що генеруються поза вашої системи.
- Застосування подвійної LC-фільтрації для обох ліній (повернення потужності та GND) або ще краще, подвійний фільтр L pi. Це найефективніший фільтр для шуму від КГц до низького МГц . Великий індуктор (в діапазоні мкг) послідовно з кожним із клем акумуляторів значно покращить шум, що надходить у цифрову частину схеми. Ферритові кульки, навпаки, дисипативні за своєю природою і найкраще підходять для більш високих (десятки частот МГц).
- Заміна стандартної стаціонарної та односпрямованої ТВС на двонаправлену міцну (високоенергетичну) ТВС. Однак, ценер у вашій схемі може зберігатися, якщо ваш вхідний регулятор не витримує малих піків перенапруги.
- Додавання пара малих керамічних конденсаторів паралельно з об'ємним конденсатором: наприклад, 1uF та 0,1uF MLCC, оцінені консервативно (> 100 В). Це збільшить вашу ефективність фільтра для більш високих частот (> 1 МГц).
І останнє, але не менш важливе, розробити простий спосіб вимірювання схеми в критичних точках, щоб перевірити ефективність різних підходів. Зробіть, будь ласка, спробуйте протестувати за таких же обставин, як справжній пристрій буде працювати.
Якщо потрібно, я можу надати більше посилань (книг, статей) на підходи. Якщо ви зможете детальніше вказати деякі частини вашої системи, неодмінно застосовуватимуться додаткові методи фільтрації.
