Ich habe eine LM2576-Schaltung und einen Einsteller zum Einstellen der Ausgangsspannung zur Steuerung der Motordrehzahl in einem Linienfolgerroboter. Die Schaltung funktioniert hervorragend, wenn sie so eingestellt ist, dass sie niedrige Spannungen abgibt. Wenn ich sie jedoch auf höhere Spannungen einstelle, damit meine Motoren schneller laufen, funktioniert sie 1-2 Minuten lang hervorragend. Dann wird die Leistung plötzlich abgeschaltet und die Motoren laufen extrem langsam.
Selbst wenn ich die Ausgangsspannung verringere oder erhöhe, reagiert sie erst, wenn ich die Stromversorgung ausschalte und wieder einschalte. Im LM2576-Datenblatt wird etwas erwähnt, das bei Überlastung des IC die Leistung verringert, bis die Last niedriger wird. Ich denke, dies könnte ein Problem sein.
Da dieses Problem bereits dazu geführt hat, dass wir die Wettbewerbe mit mehr als 5 Teams verloren haben, möchte ich es für unseren nächsten Wettbewerb lösen. Warum reduziert unsere LM2576-Schaltung plötzlich die Leistung?
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Antworten:
Wenn ich Sie wäre, würde ich zuerst (1) das Datenblatt LM2576 lesen . Ich gehe davon aus, dass Sie eine Schaltung verwenden, die dem Schaltplan und dem Leiterplattenlayout auf Seite 23 des LM2576-Datenblattes ähnelt. Ich nehme an, Sie haben die Schaltung leicht optimiert und den im Schaltplan für R2 gezeigten manuell betätigten Topf durch eine Art mikroprozessorgesteuertes Gerät ersetzt, das häufig seinen effektiven Widerstand ändert, um den Motor schneller oder langsamer drehen zu lassen.
Dann würde ich (2) meinen Finger auf den Chip legen. Wenn es sich so heiß anfühlt, dass ich meinen Finger nicht darauf halten kann, würde ich vermuten
georgebrindeiro deckte dies ab. Sie werden auch p lesen wollen. 18 des Datenblattes, Abschnitt "Thermische Analyse und Auslegung": "Das folgende Verfahren muss durchgeführt werden, um festzustellen, ob ein Kühlkörper erforderlich ist oder nicht. ...". Die typische Lösung besteht darin, dem Chip einen großen Kühlkörper hinzuzufügen. Sehen Sie die Größe des Kühlkörpers im Leiterplattenlayout auf Seite 23 des Datenblattes?
Als nächstes würde ich (3) ein billiges Multimeter nehmen, es in den "Amp" -Modus schalten und es mit den Motorkabeln verbinden.
Was sagt das billige Multimeter, wenn die Ausgangsspannung abfällt (was ich mit meinem teureren Multimeter messe) und ich höre und sehe, wie die Motoren langsamer werden?
Bleibt das billige Multimeter bei einem hohen Strom über 3 A (das Datenblatt besagt, dass der interne Grenzwert irgendwo zwischen 3,5 A und 7,5 A liegt)? Wenn ja, dann haben wir mit ziemlicher Sicherheit:
Die typische Lösung besteht darin, herauszufinden, was so viel Strom zieht, und es irgendwie durch etwas zu ersetzen, das weniger Strom zieht. Vielleicht ist der Roboter gegen eine Wand gelaufen oder in einer Brunft stecken geblieben, und die Motoren sind ausgefallen. Dann muss der Controller möglicherweise diesen Zustand erkennen, seine vergeblichen Bemühungen, durch die Wand zu schlagen, stoppen und die Richtung umkehren.
Manchmal brauchen wir wirklich mehr Strom, als ein Regler liefern kann. Dann müssen wir diesen Regler durch mehrere Regler oder Hochstromregler oder beides ersetzen. (Aber nicht so viel Strom, dass die Drähte im Motor sofort schmelzen).
Wenn andererseits die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom abfallen, würde ich (4) mein teureres Multimeter an die Stromeingangsstifte des Reglers anschließen. Wenn das viel niedriger ist als ich erwartet hatte, dann vielleicht:
Wenn Sie die Motoren mit einer höheren Spannung versorgen, werden die Batterien viel schneller entladen. Teilweise entladene Batterien haben eine Leerlaufspannung, die niedriger ist als Sie es von der auf der Batterie aufgedruckten "Nennspannung" erwarten, und geladene Batterien haben eine noch niedrigere Spannung. Ich bezweifle, dass dies Ihr Problem ist, da Sie implizieren, dass wenn Sie die Batterie abklemmen und dieselbe Batterie wieder anschließen, sie wieder zu funktionieren scheint. Die typische Lösung besteht darin, mehr Batterien in Reihe zu schalten, um die tatsächliche Arbeitsspannung zu erhöhen.
Als nächstes würde ich (5) versuchen, die Batterien zu trennen und alles von einem netzbetriebenen Hochstromnetzteil mit Strom zu versorgen, das auf die entsprechenden Ausgangsspannungen eingestellt ist. Wenn es von diesem Netzteil gut zu laufen scheint, aber nicht von Batterien, würde ich vermuten:
Wenn Sie die Motoren mit einer höheren Spannung versorgen, ziehen sie einen höheren Strom. Überraschenderweise ist die Gesamtimpedanz an den Eingangsleistungsstiften des Schaltreglers so hoch (schlecht), dass beim Einschalten des internen Netzschalters die Spannung an den Eingangsleistungsstiften so niedrig sinkt, dass der gewünschte Strom nicht gezogen werden kann von dieser Batterie. Millisekunden später, wenn sich der Schalter ausschaltet, zieht die Batterie die Spannung wieder auf eine angemessene Spannung zurück. Daher ist dieses Problem mit einem Standardmultimeter nur schwer zu beheben, aber offensichtlich, wenn die Eingangsleistungsstifte an ein Oszilloskop angeschlossen sind.
Die einzige vollständige Heilung besteht darin, die gesamte Eingangsimpedanz an den Eingangsleistungsstiften irgendwie zu reduzieren. Gelegentlich müssen Sie nur die Verdrahtungsimpedanz verringern - die Drähte kürzen (den Widerstand verringern) oder die PWR- und GND-Drähte näher zusammenbringen (die Induktivität verringern) oder beides. Gelegentlich müssen Sie lediglich mehr Kapazität über die Stromeingangsstifte des Reglers legen. Wenn eine Batterie leer wird, erhöht sich ihr effektiver Serienwiderstand. Theoretisch können Sie dies jederzeit beheben, indem Sie mehr Batterien parallel schalten, um den Netto-ESR aller Batterien parallel zu verringern.
Einige Leute wollen einen sehr leichten Roboter und können daher keine weiteren Batterien hinzufügen, um das Problem nicht vollständig zu beheben. Manchmal können sie mit verschiedenen "Soft-Start" - oder "Load-Shedding" -Techniken eine angemessene Leistung des Roboters erzielen. Anstatt zu versuchen, viel Strom aus den Batterien zu ziehen, um schnell auf Touren zu kommen - mehr Strom, als der Akku physisch liefern kann, und so diesen unerwünschten Latchup auszulösen - ziehen wir etwas weniger Strom aus den Batterien und steigen langsam auf Geschwindigkeit und Anwenden verschiedener "Limp-Modus" - und "Müde-Modus" -Techniken, um die Gesamtleistung zu jedem Zeitpunkt so niedrig zu halten, dass die Batterie sie liefern kann. (Vielleicht interessieren Sie sich für Was ist der beste Weg, um eine große Anzahl (27) Servos mit 5 V zu versorgen? ).
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Laut Datenblatt gibt es drei Möglichkeiten: TTL-Abschaltung, thermische Abschaltung und Strombegrenzung.
Nach dem, was ich nachgeschlagen habe, bedeutet TTL-Abschaltung einfach, dass Sie einen Pin haben, mit dem Sie den Ausgangsstrom des Reglers abschalten können. Ich vermute, dass es sich um Pin 5 handelt und Sie ihn einfach geerdet haben, wie in der typischen Anwendungsschaltung zu sehen, sodass diese Möglichkeit ausgeschlossen werden kann.
Da der Stromkreis 1-2 Minuten lang einwandfrei funktioniert und dann heruntergefahren wird, ist meine Vermutung, dass Sie nicht richtig Kühlkörper haben und der Regler eine thermische Abschaltung durchläuft.
Wenn sich der IC jedoch nicht heiß genug anfühlt, können Sie wahrscheinlich von einer Strombegrenzung ausgehen. In diesem Fall müssen Sie untersuchen, warum Ihre Schaltung so viel Strom benötigt (wahrscheinlich ein fehlerhaftes Design).
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