求点评高干扰环境下的电源部分设计

zhbc · 发表于 2020-5-4 18:40:50

有块RS485通信的小电路板，应用于直流电机驱动板的旁边，电源输入与直流电机驱动板共用，电机启动时，对电源的冲击还是挺大的，波形如下图：

现在电源部分的原理图如下：

设计最高是支持DC48V，实际使用是DC24V，整板工作电流小于50mA，由于体积的限制，选用的是型号为2520，封装为1008的共模电感，现在小批量在现场运行下来，有大概5%左右的板会出问题，大部分是这个共模电感坏了。

共模电感规格书上是支持200mA电流，比较脆，生产过程中会有2%碰坏替换掉，现在分析是不是这个共模电感选型不对，冲击电流过大引起损坏？生产过程损伤后使用一段时间后坏了？还是电路设计上有其它问题？
求各位点评，谢谢你的意见。

Yondyanyu1 · 发表于 2020-5-4 21:04:37

感觉是重复上电冲击坏的吧？

makesoft · 发表于 2020-5-4 21:31:52

你这波形应该不用电机开启也存在吧，像是DCDC自身噪声哦

wye11083 · 发表于 2020-5-4 22:40:56

lz，这种绕线电感很脆啊。你们的料是不是摔过？

zh313212 · 发表于 2020-5-4 23:32:19

makesoft 发表于 2020-5-4 21:31
你这波形应该不用电机开启也存在吧，像是DCDC自身噪声哦

请看幅度，9V.不是噪声。

bailao99 · 发表于 2020-5-5 13:40:16

以前也出过类似的问题，有共模电感，DC/dc输出震荡，直接短路就不存在问题

zhbc · 发表于 2020-5-5 15:16:39

bailao99 发表于 2020-5-5 13:40
以前也出过类似的问题，有共模电感，DC/dc输出震荡，直接短路就不存在问题 ...

上面的波形是通信模块的输入电源波形，不是内部的

zhbc · 发表于 2020-5-6 13:12:23

顶一下，大佬请指点。

zhbc · 发表于 2020-12-30 09:48:06

五月份后来重新选用3225型号，大小为3.2x2.5x2.2mm的共模电感，额定电流是1.5A，耐压是125V的，某商场上买的台庆品牌的，出货时还用硅胶点了固定，但现在实际使用下来，还是有部分电路板会出问题，大部分的原因是共模电感坏了，其中有些是炸裂，闻起来有烧焦的味道。我原怀疑是串入了高压，但客户说不会，跟这块板连接在一起使用的直流电机驱动板没有问题。
老板现在催我解决，我没什么思路了。请各位技术大佬帮忙分析一下，是哪有问题？设计原理上有没问题？对解决问题起作用的回复，我充点话费或论坛的汤圆表示谢意。同时也先谢谢其它的回复。

dykwai1 · 发表于 2020-12-30 10:47:45

原理图中 XL7005 的 1 2 pin 连在一起？
降压的电路不是这么连的吧

cheng-8yang · 发表于 2020-12-30 11:17:50

号奇怪的波形！

ccstc · 发表于 2020-12-30 11:27:46

你看看损坏的共模电感是两条漆包线都变色了，还是只有一条变色了

Wisen · 发表于 2020-12-30 11:38:05

直接短路共模电感，加大E1电容试下

zhbc · 发表于 2020-12-30 12:19:17

Wisen 发表于 2020-12-30 11:38
直接短路共模电感，加大E1电容试下

你是怀疑冲击电流造成的？加大E1使冲击电流更大？

zhbc · 发表于 2020-12-30 12:21:24

ccstc 发表于 2020-12-30 11:27
你看看损坏的共模电感是两条漆包线都变色了，还是只有一条变色了

还真不好看，这个板客户使用的时候灌了环氧树脂，很多拆不出来。
但我们分析出有些是两条漆包线都坏了，有些是坏一条。

ccstc · 发表于 2020-12-30 12:39:18

用示波器测电流波形看看
加热电路板应该容易复现故障
如果是内部电路问题，建议加大输入电容，加软启动电路

fengyunyu · 发表于 2020-12-30 13:01:30

最好和电机分开供电

lhj200304 · 发表于 2020-12-30 13:26:18

很有可能是电机驱动板造成的问题。你的电机驱动的母线电压是多少？ 48V吗？一般是48+12（母线+驱动）=60V的电压才可以。实际使用中，我们电机驱动的DCDC芯片一般选100V的比较安全。你可以问一下电机驱动侧用的DCDC是多少V的，跟他用一致就安全了，或者你这边加TVS吸收。或者输入端放比较大的电容也会有效果。

cheng-8yang · 发表于 2020-12-30 13:59:01

dykwai1 发表于 2020-12-30 10:47
原理图中 XL7005 的 1 2 pin 连在一起？
降压的电路不是这么连的吧

我觉得你说的有道理，可能他的硬件不是这样接的，不然输出电压应该不正常。

makesoft · 发表于 2020-12-30 15:04:16

我觉得你折腾的过于复杂，试试这样是不是可以？

zhbc · 发表于 2020-12-30 19:59:24

lhj200304 发表于 2020-12-30 13:26
很有可能是电机驱动板造成的问题。你的电机驱动的母线电压是多少？ 48V吗？一般是48+12（母线+驱动）=60V ...

我不懂电机驱动，我只知道电机驱动板接24V，驱动板有输出线接电机，没有另外的电源。

zhbc · 发表于 2020-12-30 20:01:15

makesoft 发表于 2020-12-30 15:04
我觉得你折腾的过于复杂，试试这样是不是可以？

你的意思是去掉共模电感和磁珠？那还怎么实现EMC防护？

cheng-8yang · 发表于 2020-12-31 08:42:02

这个楼主自认为很懂，大家的建议根本听不进的，都有自己的理由反驳。

jinzhong0507 · 发表于 2020-12-31 08:58:43

104旁边并一个 100或220uf的输入电容试试吧也可以考虑用大厂的 EMI滤波器

lhj200304 · 发表于 2020-12-31 12:25:25

zhbc 发表于 2020-12-30 19:59
我不懂电机驱动，我只知道电机驱动板接24V，驱动板有输出线接电机，没有另外的电源。 ...

您说的对

zhbc · 发表于 2020-12-31 12:28:11

cheng-8yang 发表于 2020-12-31 08:42
这个楼主自认为很懂，大家的建议根本听不进的，都有自己的理由反驳。 ...

不好意思，我的回复让你误会了。
我不是反驳，是我不懂，想搞懂，所以想搞清楚原因后才去改进，因为这种情况我觉得靠一两块板去做实验是做不出来结果的，直接做小批量成本和时间有点大。
之前的这个设计，说实话是参考一些网上的EMC设计搞出来的，原理上理解不是很透彻，现在是希望有人能指点一下。

cheng-8yang · 发表于 2020-12-31 13:14:24

zhbc 发表于 2020-12-31 12:28
不好意思，我的回复让你误会了。
我不是反驳，是我不懂，想搞懂，所以想搞清楚原因后才去改进，因为这种 ...

你在自己无计可施的时候，你可以按照坛友的建议试试看，测一下波形，电压，电流等数据有没有新的什么变化，再传上来，和大家讨论。或许在你折腾的时候，就已经发现了电路的异常。

通幽境 · 发表于 2020-12-31 17:00:34

直接在电源输入这里并联一个大功率的电机，应该可以模拟出干扰的情况。如果可以复现出共模电感烧坏的情况，把L4换成1Ω，1W的电阻，电阻后再并一个47uf/60v的电容试试。

鲜衣怒马 · 发表于 2020-12-31 18:16:32

同情楼主，这种大批量出货时出现的小概率不良很麻烦，测试没法复现、改进后也不知道效果

trigrass12 · 发表于 2020-12-31 19:31:21

直接用西门子plc的电源电路，对比一下看看有什么不同。

cloudxxcloud · 发表于 2021-1-1 08:44:23

共模电感去掉试试

knight_avr · 发表于 2021-1-2 22:16:21

求点评高干扰环境下的电源部分设计

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