|
|
楼主 |
发表于 2013-4-25 18:33:56
|
显示全部楼层
驱动电路方面没有独到的见解，在网上看到有老手写的很好的经验之谈，抄过来大家也可学习学习！& Q+ A) Y4 ^. |. ~8 c1 [; B2 ?
1 A& S4 R$ ~ ?' |: P0 j& d9 u
（抄来的，请原著见谅）最近经常看到有坛友说烧毁了驱动板，然后又产生驱动板是单轴还是多轴的好的问题。很久以前自己做东西也经常烧，那时也没什么网络，也没有什么网友进行指导，所以经验都靠自己积累，还有就是买书来看。烧的多了，经验多了，所以慢慢就烧的少了。其实我自己用的驱动板也是多轴的，集成块用的是TB6560,而且设计上也比较垃圾，并且线路板的焊盘非常差，用电烙铁一焊，焊盘立即就掉了，并且改驱动电流要换电阻，非常不方便,于是自己改了多个地方，也没烧什么东西，只烧了个LED指示灯的驱动三极管。
5 e8 N2 c6 c7 f下面就谈谈我的经验和看法，不对的地方欢迎拍砖。- t( L. I% c9 ?" h3 C
2 _" ^. L' F5 y. A8 R6 {5 U. z! n% O7 e7 i
排除选用零件是假冒伪劣之外，烧毁驱动板的常见原因无非就是以下几个：
/ F4 q4 k$ h( K8 l/ o8 e, l一 是过压% V9 Q' K0 h- @# ^) N# Q
* ~8 Y- a3 E9 G; }: L) x二是过流9 ]1 P" R% L9 h; ~8 j! S6 a( I: O% n1 i
0 W# {6 y6 N& j$ A, T
三是短路
. N5 d( T6 L! U: ~. L1 p# L3 u1 L& e6 A$ ?9 e: z+ x
四是自激% o- E" k! W, N: _3 t( B
6 @' A! u5 }& X# a9 @: G五是过温4 s" G1 K; D& m% ^" y9 Z, ]5 N
7 J. ?. L9 Y: t1 Z, N六是电源接反# n: j; |. B: u% x/ C/ P, `
这里补充一下，新手最容易犯的错误就是接线错误，包括大夫说的电源接反。也就是说电源线的正负给接反了，当然后果就是烧驱动板了。也许有些新手说我的电源接反过多次了，可是却没有烧，为什么呢？那是因为卖驱动板的商家最怕的就是新手把电源接反了把驱动板烧了，反过来说他的驱动板质量有问题。所以就在电源输入端的地方增加了一个二极管，这样的话不管你怎么接错都不会烧板。但所谓有其利就有其害，多个香炉也会多只鬼。增加这个二极管是利大于弊。为什么呢？一是二极管有正向压降，大约是0.6V左右，可别小看这0.6V ，有时候这0.6V用处还是很大的。二是增加了电源的内阻，有时候高速达不到要求就是有其中的原因。三是增加了驱动板出故障的几率。看了多款的驱动板，在电源输入部分都有二极管，我这个板上面有一个二极管，但是在工作过程中我发现，只要驱动板工作电流超过2A后，二极管的发热程度是非常的大，超过3A后，那个二极管的温度都快可以烤“乳猪”了，长时间工作是必烧无疑。这个二极管烧了的后果就是驱动板三无。所以有些商家因为这样的原因就再并联一个二极管，但是当你用3个或者4个3A电流以上的电机的话，这些二极管工作起来还是很危险的。所以最好还是把这个二极管短路掉，但前提是电源不能接反，新手的话就别这么搞了。其二就是其他的线给接错了，包括信号线，步进电机输出线等等。接错后有几个情况，一是什么反应都没有或者动作错误，二是电机反转，三是烧驱动板，四是烧电机........。
! u1 }6 u: r6 y! r3 d7 K3 c$ R6 y. I) z一 过压% _# B7 _, V+ V) ^9 O! H- w; e
. e2 y D2 B' r$ \9 V. u& t: G
过压是怎么产生的呢？我们采用的电源一般有两种，一种是普通的变压器电源；一种是开关电源。0 k9 f. H+ f4 a8 h+ E
先说变压器电源，新手使用电源时有一个误区，比如说TB6560的耐压为40V,所以其往往会选择变压器标称输出的电压为40V的变压器或者稍小于40V电压的变压器，殊不知这个电压是交流电，整流后可能就是50多伏特甚至60伏特，那么其已经远远超过TB6560的极限电压了，当然即使没有烧掉的话，那么事后也会烧掉。也许有些人会说，我还不至于“白”到这种程度。我选用的交流输出是20多伏特的电压，整流输出后是36伏特，没有超过40伏特，可是还是会烧。这是什么原因呢？中 国的电网电压标称是220伏特，但其实这个电网电压是非常的不稳定的，不同的地区，不同的用电时段，一天24小时这电压都是在变化的，用电高峰时可能是180伏特，用电低时可能是240伏特。如果你在电网电压是220伏特时你的变压器整流输出是36伏特的话，那么到了电网240伏特时你的变压器整流输出可能就已经超过40伏特了，所以有时候你的驱动板忽然间就上西天取了。1 w& l b% j. u- G) J8 ]
另外，变压器电压是没有经过稳压的，其电压输出是随负载的大小而动态变化的。当你3个步进电机接在一起的时候可能是36伏特，但你进行调试时只接了一个电机，或者在调试过程中接线不稳定，突然松脱了，那么就等于3个电机工作过程中突然变成了两个电机或者1个电机在工作，那么此时电源电压很有可能就超过40伏特了，那么此刻驱动板就又可能报销了。还有就是你电机一开始的工作电流调的是3A的电流，觉得发热太大了，于是调小了工作电流为2A或者1.5A，那么此时原先的电压会因为负载的减小而升高。包括驱动板的半流工作都是同样的道理，当驱动板在工作过程中一切正常，当工作完成后，三轴半流一起工作时立即烧驱动也就是这样的原因引起的。1 u# r# B* L- Z. e1 b3 T# `
另一种是开关电源。
5 Q2 ~! H+ v8 ?5 C: P4 Y开关电源在使用上有两种问题需要注意，一 在实践中得出，开关电源比较适合在阻性负载和负载比较稳定的场合下使用。而步电机驱动整个系统恰恰是一个感性负载和负载变化比较大的一个环境，这样正好跟开关电源的使用要求相违背。你可以想一想，步进电机其实本身就是一个带铁芯的大电感，另外大家也应该知道步进电机工作过程中负载变化是非常大的，所以这对开关电源的要求是非常高的。设计不好的开关电压，要不造成电压大幅波动，保护电路频频工作；要不就是烧开关电源或者烧驱动板。二是任何感性元件在工作过程中都会产生反向电动势，原理就跟日光灯里的电感整流器一样，在开或者关的过程中会产生很高的反向电压，这个电压的高低跟电感量的大小是有关系的，电感量越大产生的电压就越高。所以你的电机越大，电感越高，产生的反向电压或者电流就越大，当超过一定程度时要不烧驱动板上的继流二极管，要不就是烧开关电源，如果烧的是开关电源里面的稳压部分电路的话又可能反过来把驱动板烧了。所以开关电源的设计和用料及功率的余量就显得非常重要，劣质假冒山寨的开关电源用起来你猜会怎么样？
. H9 \5 E. p4 e- J2 B" ]. P
8 H+ P" g6 l2 `8 h/ [7 l3 ?, x二 过流
* m+ z- ^, o5 w' g/ R
1 F1 m1 t$ O8 v1 因碰线而过流。很多新手在调试过程中往往会为了方便，在接线上没有加绝缘胶布，比如步进电机上的几根线，有时候遇到难题，搞的头都大的时候顾此失彼，一不小心就碰线了，结果就烧了驱动，偏偏屋漏偏逢连绵雨，信心大受打击。或者驱动板就放在桌面上，一不小心碰到些导体，结果又烧了。
5 h% ?3 K# N5 ^1 e) s
9 Q- ?' ]# @4 F5 S: f1 _& }2 因电流调试不当而过流，不同的步进电机所需要的电流是不一样的，所有驱动板的取样电阻是非常重要的，我到现在都还没有搞清楚步进电机上的电阻及电流是怎样标注的。往往很多新手会因为自己的电机标注的3A的电流，就把驱动板上的取样电阻也选择成在3A工作模式下的电阻，这样往往会造成驱动板过流而烧毁，正确的方法是选用小电流，再看电机的发热量及力矩，逐步调大工作电流，这样才比较安全，而不是生搬硬套说明书。
6 K; p, a" A' E6 x# l, g. k, r; n2 F o
3 因自激而过流， 这个比较好理解，就好比麦克风啸叫，功放的电流巨增，道理是一样的。至于自激的成因在后面分析。- C% g" i, O" u3 t" @: ?1 y
! Y) ^, k) c) `, {- ^' j
' k3 G+ H$ g5 n; D$ Y! `" o
说到这里有些朋友会说，有些驱动板不是有过流保护吗？毕竟过流保护起作用的条件是有限度的，并不是万能的，这就好像很多家电都说有防雷功能一样的，当雷来了，不是一样报销！
R( l5 X. L, M& [, E+ |
( h. u/ i* `( P: ~- c四 自激
4 F2 v8 N5 {7 G/ S4 l# X
, j6 ?1 g; } g自激的现象就如同把麦克风放在了音箱前面而产生了回声或者啸叫，其结果要不烧功放，要不烧喇叭，或者两者都烧掉。在音响界这个问题应该是比较常见。通俗点说，步进电机系统当中的驱动板其实也就是一种电压或者电流放大板，而步进电机其实也就跟喇叭原理是相似的，不信的话你把步进电机通上音频信号，它一样会发出声音的。:em15: 其实在驱动板的推动下，你是不是可以听到步进电机的音调也在变化呢？很多人没有注意到这样的情况是因为主轴电机的噪音盖过了步进电机的声音。所以说步进电机驱动板跟功放一样，也是一种电流或者电压放大器，只是工作方式有些不同而已。既然是种放大器，那么自激也许就有可能发生。自激的产生有可能是因为线路板的布线不合理造成的，或者是选用了劣质元器件及元器件参数没有选对造成的，或者是接地线没选择对，或者是强干扰，另外还有一种原因可能是有些朋友选择了些劣质的电源，在驱动板工作时电流输出不够，在突然需要大电流的时候电压给急剧拉低造成的。电源功率不够或者选用了国产劣质电源的朋友出现这种几率的可能性比较高。自激的后果就是电流剧增而烧毁驱动板或者电机，或者两者都完蛋。更有甚者可能摸了下驱动板或者摸了下外壳或者其他什么东西就立刻报销了，造成这种现象的主要原因可能也就是自激造成的。有些朋友为了省事把驱动板一起装进了电脑机箱里面（我就是这样做的），但殊不知电脑机箱里面有两大干扰源，一个是电脑主板，一个是电脑电源。在这些干扰源工作下很容易出现一些奇怪的现象，比如说往一边跑偏，或者工作过程中突然跑偏了，或者产生自激等等。要想避免这种情况，一是选择好点的名牌主板及电脑电源（抗干扰的措施做的比较完善），二是驱动板远离这些干扰源，三是驱动板加屏蔽，四是驱动板换个角度（比如原先水平放置，现在改为垂直。），五是选择正确的接地。六 驱动板电源增加EMI滤波。) N/ n( e0 T, e" F; J2 t( C2 ~
5 O, p8 ], z( @7 Z6 n' E& |很多新手都有错误的观点：就是越大越好！ 选机要大的、重的。买电源要大功率。买驱动板要大电流的。买步进电机要尽量大的.....等等等。看到一些新手随便的给人忽悠，真觉得好笑。作为个新手，你首先要考虑好自己需要什么？自己的能力有多高？拿这些机器来做什么？（是拿来工业化生产还是纯粹拿来玩玩DIY的？）要找准自己的需要，不要人云亦云。毕竟个人的环境、能力、需求是不一样的。不要人家说大的好，那么我就买大的，要有自己的主见，其实很多人花了大把的钱买来一年用不了几次，新鲜感一过就基本上没用，何苦呢？还有新手随便给人忽悠说大床好，花几千块钱买了台二手重7、8百斤的有问题的车床，结果发现搞不定、又太大太重，结果1千多块钱卖了。还有把57电机换成86电机就说好，但有些情况是你当时遇见不到的，除了花了大把的钱之外不说，当时你的机器确实是运作好像是好了，而且速度快了，但速度快了以后你的机器的导轨的磨损会不会大了呢？如果电脑闹脾气的时候会不会把你刚买的新刀顶断了呢？会不会把你的联轴器也扭断了呢？如果贴了塑57能比较好的运行的话何必要用86，同样出故障的话57电机就可能只是堵转了而不会把刀或者联轴器给弄断了，更严重的情况烧驱动或者电机的话那就........。当然以上的话并不代表自己就是正确的，只是表示自己的一种看法及观点，只是给新手一个建议，多想想自己要的是什么，什么东西是自己最适合的，这样才能少走弯路，少一份金钱的损失。
8 z2 e6 K. g: Z E/ J& M" [0 K$ ]/ o0 S; o
. I' p3 P: _% P |
|
楼主: whu888
发表于 2013-4-23 18:29:24
