A pesar de que esta pregunta parece muy específica, puede tratarse de hecho como una pregunta de filtrado de casos mucho más general: "¿Cómo se puede filtrar el ruido eléctrico proveniente de los motores eléctricos de potencia?" .
La primera información que necesitamos recopilar por adelantado es el tipo de ruido al que está expuesto nuestro circuito. A veces es realmente difícil obtener estos datos por adelantado, a veces es aún más difícil medir el ruido sin experiencia previa y sin equipos de laboratorio de alta gama.
En general, podemos evaluar nuestras fuentes de ruido en términos de:
- Intrínseco o extrínseco. Es decir: ¿el ruido viene / se genera dentro de nuestro propio sistema? ¿O viene fuera de nuestro sistema?
- Mecanismo de acoplamiento: acoplamiento capacitivo, acoplamiento inductivo, bucles de tierra, radiación EM ...
- Características del ruido: conmutado, térmico (gaussiano), disparo, parpadeo ...
- Banda de frecuencia y P. ¿Qué banda estrecha o ancha es nuestro ruido? ¿Cae / desaparece abruptamente fuera de esa banda (factor de calidad)?
Lo anterior es una lista parcial, incompleta, que puede servir solo como punto de partida.
Entonces, hay muchas técnicas, me refiero literalmente a cientos de trucos y enfoques más amplios según el caso.
Profundizando en los detalles de la pregunta original, esta es mi mejor suposición sobre el tipo de ruido que puede originar el sistema,
- El ruido proviene principalmente del propio sistema, motores de potencia y circuitos de control. La corriente de conmutación máxima de 30 A es suficiente para generar pulsos que pueden acoplarse fácilmente al resto del circuito.
- El acoplamiento capacitivo, el acoplamiento inductivo y los bucles de tierra pueden ser una fuente de problemas aquí, debido a los pulsos de alta corriente de los controladores.
- El ruido se cambia, supongo que en la región sub 1MHz, sin embargo, los armónicos en el rango de 1-10MHz podrían generarse / irradiarse fácilmente.
Algunas sugerencias y técnicas prácticas para lidiar con el ruido en el sistema anterior:
- Si es posible, separe físicamente los motores y los controladores del resto de los circuitos. Obviamente, esto no es posible en todos los casos, por ejemplo, si tiene una sola placa para todos los componentes electrónicos. Sin embargo, si puede permitirse el lujo de tener dos placas separadas, una para conducir los motores y otra para el resto del sistema, es útil hacerlo.
- Evite los problemas de tierra y el acoplamiento de bucle del ruido mediante el uso de una conexión a tierra estelar cuidadosamente pensada para todos sus circuitos, incluidos los controladores de alimentación, las baterías y el chasis.
- No permita que ningún chasis o gran parte metálica flote, ya que esto interactuará con los campos EM generados por los motores y los controladores de potencia, reflejando, propagando y / o reemitiendo los campos EM como ruido adicional.
- Con respecto a los motores en sí, y dependiendo del tipo de motor, ciertamente puede aplicar filtros de ruido cerca / conectados a sus motores. Para los motores de CC, que pueden no ser su caso, es aconsejable soldar pequeños condensadores de cerámica en cada fase, lo más cerca posible del motor. Para empezar, los condensadores resistentes (de alto voltaje) de 0.1uF son una buena regla general. Dependiendo de la aplicación, también podría agregar otro par de condensadores cerámicos de cada uno de los cables de fase al chasis. Tenga cuidado de verificar el tipo exacto de motor y el controlador antes de seguir esta ruta.
- El cableado que conecta los controladores y los motores debe estar lo más cerca posible y estar torcido.
- Los condensadores de desacoplamiento / derivación deben agregarse generosamente a las líneas de alimentación de su controlador, en dos tipos: condensadores a granel (tal vez en cientos de uF, para filtrado de baja frecuencia) y condensadores de alta frecuencia (generalmente 0.1uF).
Volviendo al circuito que publicaste, mi enfoque inicial sería:
- No utiliza un estrangulador de modo común, ya que está más indicado para ruidos de acoplamiento capacitivo generados desde el exterior de su sistema.
- Aplicando doble filtro LC para ambas líneas (potencia y retorno de GND) o incluso mejor, un filtro dual L pi. Este es el filtro más efectivo para el ruido de KHz a bajo MHz . Un inductor grande (en el rango de mH) en serie con cada uno de los terminales de la batería mejorará drásticamente el ruido que ingresa a la parte digital de su circuito. Las bolas de ferrita, por el contrario, son disipativas por su propia naturaleza y más adecuadas para frecuencias más altas (docenas de MHz).
- Sustituyendo los televisores zener y unidireccionales estándar por televisores bidireccionales resistentes (de alta energía). Sin embargo, el zener en su circuito puede mantenerse si su regulador de entrada no puede soportar pequeños picos de sobretensión.
- Agregar un par de pequeños condensadores cerámicos en paralelo con el condensador a granel: por ejemplo, MLCC de 1uF y 0.1uF, clasificados de forma conservadora (> 100V). Esto aumentará la efectividad de su filtro para frecuencias más altas (> 1MHz).
Por último, pero no menos importante, idee una forma simple de medir su circuito en puntos críticos, a fin de verificar la efectividad de los diferentes enfoques. Por favor, intente probar en circunstancias similares a las que funcionará el dispositivo real.
Si es necesario, puedo proporcionar más referencias (libros, artículos) a los enfoques anteriores. Si puede especificar con mayor detalle algunas partes de su sistema, seguramente se aplicarán técnicas de filtrado adicionales.
