Funzionamento instabile circuito di protezione e ponte H

[simo85]

Ciao a tutti,
sono nuovamente qui perché, avendo terminato un progetto, mi trovo di fronte ad un comportamento apparentemente strano, ma come si sà, il circuito ha sempre ragione

Dunque, ho completato il seguente circuito

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dove ho racchiuso nei due rettangoli colorati le parti interessate..
Nel rettangolo rosso è presente un circuito di protezione di sovraccarico per un motore, mentre in quello blu come si può vedere c'è il ponte H per un motore a 12VDC.

Il funzionamento del circuito di sovraccarico è opzionalmente determinabile grazie ad un commutatore di 3 posizioni, ossia, posso attivarlo manualmente o lasciare che il tutto sia automatico.
La RZ tra la posizione intermedia del commutatore e la entrata non invertente del primo comparatore, mi serve per non avere una alta impedanza quando il commutatore è in posizione "nulla".

Il circuito funziona bene, ma, ad una certa condizione ho un comportamento instabile che si presenta apparentemente nei confronti del circuito di protezione di sovraccarico.

Quando lascio il commutatore in opzione automatica, il motore gira tranquillamente, ma, se si interrompe il funziomento del motore (per requisiti del circuito), quando si deve riattivare il motore, il circuito di protezione si attiva di continuo non appena il motore riprende a funzionare. Ossia un reset di protezione ciclico.

Per ovviare questo problema devo cambiare posizione del commutatore in maniera di scollegare la tensione di riferimento al capo di R35 da 1Ohm 5W che va successivamente collegata al LM358.

Ho pensato che il problema possa essere dovuto a dei picchi di tensione generati dal motore pero non ne sono sicuro.
Aggiungo che il motore usato per il test del circuito consume 70mA e al capo di R35 ho in principio una tensione di 80mV mentre all'entrata non invertente del primo comparatore di protezione ho la tensione di 260mV..

A cosa può essere dovuto il comportamento? Se non ne conosco la causa non so come posso risolverlo se ne ho le capacità..

Grazie ancora per il vostro aiuto.

[Candy]

Scusa, non mi sono chiare due cose:
- come lavora lo switch a 3 posizioni, da schema non è molto chiaro, (non lo è per nulla);
- come è stato pensato il gruppo R7, R8, D4 e C6.

Se ho capito bene, durante lo spunto del motore, Q2 si attiva quasi immediatamente, mentre è ritardato, da C6, il consenso a ridare tensione al motore.
Se così fosse, il tuo circuito di protezione non è in grado di filtrare la fase di spunto del motore.

[simo85]

Ciao Candy grazie per la risposta.

Ti spiego, quando si attiva il primo comparatore, C6 si carica attraverso la R7, mentre si scarica più lentamente attraverso R8. Con il relè tolgo l'alimentazione al ponte H durante questa fase.

Lo switch a tre posizioni e collegato così

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Leva con posizionamento centrale: controllo nullo, switch manuale disattivato come l'automatico.
Leva con posizionamento a sinistra: entrata non invertente collegata allo switch manuale
Leva con posizionamento a destra: entrata non invertente collegata con la tensione al capo di R35.

Se così fosse, il tuo circuito di protezione non è in grado di filtrare la fase di spunto del motore.

Non capisco.. Se io tolgo l'alimentazione al circuito al ponte H registro successivamente una tensione di approssimatamente 10mV come a Gnd durante la fase in cui il motore è fermo,
Il problema si riverifica quando torno a dare alimentazione al ponte H, e solo successivamente a quando si ferma per una sola volta il motore..
Scusa ma non mi è chiaro.

Grazie ancora

[Candy]

Io sono sempre stato tonto, e non capisco molto. Come lavora questo fantomatico switch ? Lo schema ? E simile al seguante ?

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quando si deve riattivare il motore, il circuito di protezione si attiva di continuo non appena il motore riprende a funzionare. Ossia un reset di protezione ciclico.

Se ho ben compreso questo switch "misterioso", (non mi è ancora chiaro come si relazione al circuito), la tua affermazione quotata è appunto quanto ti dicevo.

Puoi completare lo schema per favore ?

Una domanda: R35 scalda molto ?

[simo85]

Lo schema relativo allo switch è questo

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Dove la freccia rappresenta la leva che può assumere tre posizioni.
Riposto lo schema completo

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Chiedo scusa per la poca chiarezza.
R35 non si scalda.

Continuo a non capire il problema.
Grazie ancora..

[Candy]

Continui a non renderti conto di cosa hai realizzato.
Visto che non vuoi fare lo schema dello switch, lo ipotizzo io:
1) R35 viene collegata ad RZ;
2) RZ è flottante;
3) RZ1 è collegata ad RZ.

Se così fosse, le tre posizioni diventano solo una. RZ è collegata ad R35, tutto il resto è inutile ripetizione.

Vado avanti con le ipotesi, ed immagino che il problema sorga quando RZ, tramite lo switch, è collegata ad R35.
Ai capi di R35 si misurerà una tensione proporzionale alla corrente circolante nel motore, oltre a degli spike dati dallo scintillio dei carboncini. (Un poco di filtro non ci stava male).
Durante la partenza da fermo, (spunto), il motore assorbe una corrente elevatissima, mancando la forza contro elettro motrice, la corrente dipenderà dalla sola resistenza degli avvolgimenti, oltre che dalla tensione applicata.
Immaginando che funzioni bene il comparatore di soglia del circuito di protezione, R7 e D4 fanno si che C6 carichi rapidamente, di fronte a qualunque spike che superi la tensione di soglia del comparatore di sinistra, inducendo il comparatore da destra ad intervenire attaccando il relè che toglie energia al ponte.
A motore non alimentato C6 non si caricherà più, quindi, di fatto, si carica appena appena oltre la tensione di soglia per l'intervento di Q2, poi, tramite R8 torna a scaricarsi, più lentamente, è vero, ma sono pochi i millivolt che deve perdere perché Q2 torni a spegnersi. Il relè ridà potenza al motore, che farà un altro tentativo di partenza, ma farà intervenire subito la protezione perché ormai C6 è carico quasi alla tensione di soglia della protezione.

La cosa potrebbe nn fermarsi più.

Allora, due rimedi:
1) il terminale + del primo OP AMP di sinistra della sicurezza non deve essere collegato direttamente ad R35, ma tra questi due dovrebbe esserci una rete RC, poco forte, per tagliare gli spike del motorino.
2) la protezione di corrente deve essere più filtrata e tenere conto di un tempo d'intervento, (possibilmente inversamente proporzionale alla sovracorrente). Poi, una volta intervenuta, essere azzerabile solo con azione volontaria.

[simo85]

Continui a non renderti conto di cosa hai realizzato.
Visto che non vuoi fare lo schema dello switch, lo ipotizzo io:

Ma lo schema dello switch secondo il suo funzionamento è quello che ho postato nel post precedente.. A seconda di come sposto la leva, con il tester ho la continuità tra il piedino intermedio con il piedino di destra o di sinistra. Se la leva ha posizione centrale, non c'è continuità con nessuno dei tre piedini..

Vado avanti con le ipotesi, ed immagino che il problema sorga quando RZ, tramite lo switch, è collegata ad R35.
...

Corretto.
Quindi era come immaginavo, anche se i picchi sono quelli di corrente e questo fa si che la tensione al capo di R35 sia più elevata dei 260mV di riferimento anche per pochi ms.

Allora, due rimedi:
1) il terminale + del primo OP AMP di sinistra della sicurezza non deve essere collegato direttamente ad R35, ma tra questi due dovrebbe esserci una rete RC, poco forte, per tagliare gli spike del motorino.

Ti riferisci ad un circuito snubber RC in parallelo, es così?

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La seconda soluzione non mi è chiara..
Chiedo scusa per il malinteso con lo switch.. È che il funzionamento è quello da me descritto..

[Candy]

In merito allo schema in [7], forse è tardi, e sei un poco confuso. (Diciamo che è stato un errore di fidocadj).

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Esempio di unop switch a più posizioni. (4).

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[simo85]

OK, diciamo che mi sono espresso male io, chiedo ulteriormente scusa, ma credo che l'importante è che ci siamo capiti.
Comunque il problema persiste

EDIT: Misurando con il tester la corrente di impulso al collegare il motore, ho registrato un massimo di 187mA

[simo85]

Misurando con il tester la corrente di impulso al collegare il motore, ho registrato un massimo di 187mA

EDIT: 230mA circa è il massimo valore registrato ma quello reale credo sia più alto..
Per il momento lo snubber l'ho posizionato così

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ed il problema persiste .
Così ho fatto in maniera tale da ottenere una tensione di 6V all'entrata invertente del comparatore ed il problema, ovviamente, non si presenta non riuscendo con la tensione di picco a raggiungere quella di soglia..
Non considero il problema risolto perché penso bisognerebbe perfezionare lo snubber..

Comunque il professore mi ha comunicato che collegerò un motore da 12V 25W = 2.09A, e qui già molti conti non mi quadrano;

Se un semplice motorino come quello che sto usando di prova mi provoca una corrente di picco 3,3 volte maggiore, quanta me ne procurerà quel motore?? Potrei arrivare a tenere una tensione di picco di 7V circa o chissà di più! Questo vuol dire che devo aumentare la tensione di soglia.

Sto pensando che forse mi conviene lasciare la tensione di soglia il più possibile vicino a Vcc, o sennò, devo implementare lo snubber adeguato..