EMV-Probleme durch 3-Phasen Brücke?

[Klebwax]

Was mich nachdenklich stimmt: wenn ich die Oszimasse mit der Masse auf der einen Platinenseite verbinde, den Tastkopf mit Masse auf der anderen Seite, kann ich trotzdem die Störungen messen (mit gar nicht so kleiner Amplitude). Die beiden Messpunkte trennt (mit dem Multimeter gemessen) ein Widerstand von 0,1Ω.

Ich denke, da hast du die Quelle des Übels gefunden. Die Störspannung ist einfach der Spannungsabfall über den 0,1Ω. Leider sind die nicht allein, da wird noch einiges an Induktivität dazu kommen, was den Widerstand und damit die Spannung beim schnellen Schalten weiter erhöht. Wenn ein Strom von 1A (dein Gatetreiber kann mehr und sollte bei 5nF eigentlich eher 5A können) durch 1 Ω (mal geschätzt Ohmscher Anteil plus Induktivität beim Einschalten) fließt, gibt das 1V.

Wenn ich den Schaltplan richtig in Erinnerung habe, taucht diese Störspannung dann auch zwischen Vss und AVss an deinem µC auf und der Ausgleichsstrom fließt dann durch sein Substrat. Lies noch mal, was ich am Anfang zu den Massen geschrieben habe.

Selbes geschieht, wenn ich die Oszimasse direkt mit dem Tastkopf verbinde und die "Schleife" auf den Aufbau drauf lege.

Vordergründig interessiert mich, woher diese Störungen überhaupt kommen könnten. Meines Wissens muss ja ein sich verändernder Strom fließen, um ein magnetisches Wechselfeld zu erzeugen, das wiederum in einer benachbarten Leitung Spannung induzieren kann. Der einzige Strom, der mir hier einfällt, wäre der Umladestrom der Gatekapazität (5nF).

Deine Tastkopfschleife ist so hochohmig, da kannst du eigentlich jeden Wechselstrom "detektieren" aber natürlich nicht "messen".

MfG Klebwax

[ikarus_177]

Hallo!

@Besserwessi:
hier mal ein Bild vom Layout bei den FETs + Treiber ICs (ich habe die Bauteilbeschriftungen entfernt damits übersichtlicher wird):


Die großen SMD-Bauteile sind übrigens die Shunts, daneben die Tiefpassfilter zur Strommessung mit den Differenzverstärkern.

@Klebwax: Das heißt, die Störungen sind eigentlich unvermeidlich bzw. immer vorhanden; treten in meiner Schaltung aber nur durch nichtoptimales Layout / schlechte Masse so extrem zu Tage? Ich werde also wahrscheinlich um ein neues Layout nicht herumkommen?
Mit welcher Masse würdest du dann die ICs versorgen? Du hast ja schon gesagt, die Treiber sollten dieselbe Masse wie die Brücken haben. Wie sieht es nun mit dem OPV (Differenzverstärker aus)? Sollte dieser an die "saubere" Logikmasse (weil ja sowieso Differenzverstärker ist?)? Wie sieht es mit der Analogmasse des Controllers aus (für ADC)?

Wie sollte man die Masse beim verbesserten Layout gestalten? Möglichst dick und gerade, um eine möglichst kleine Induktivität zu erreichen? Ähnliches gilt dann wohl auch für die anderen Versorgungsleitungen?

Vielen Dank für die hilfreichen Tipps!

Schöne Grüße

[Besserwessi]

Beim Layout sollte man darauf achten das sich die Strompfade für die beiden Fälle Stufe auf High oder Stufe auf Low nicht so stark unterscheiden. Dabei sind die Kondensatoren an der 12 V Versorgung ein wesentlicher Teil, und genau der fehlt bei dem Ausschnitt hier in dem Teil noch. Das läuft darauf hinaus das der Stromkreis mit Kondensator an 12 V - high side FET - low side FET - Shunt - Kondensator an 12 V möglichst klein ist, also wenig Fläche umschließt und möglichst keine GND Leitung dabei doppelt nutzt.

Bei der Masse sollte man sehen das kein Teil der Masseleitung 2 fach genutzt wird, also z.B. eine Sternförmige Masse, zumindest für den Laststrom und den µC getrennt. Das gibt insbesondere auch für die Kondensatoren an der Versorgung - auch da fließen HF-maßig nennenswerte Ströme durch. Also z.B. von den Akkus zu den FETs, und dann die Masse an den FETs an genau einer Stelle abnehmen und da dann die Spannungsregler und den µC anschließen. Der eine gemeinsame Shunt ist da schon hilfreich den einen Punkt zu definieren - allerdings wird dadurch die Verbindung Gate Treiber - Masse gestört und die 3 Halbbrücken sind nicht mehr getrennt. Den gesamten Strom könnte man auch durch Addition der Spannung an 3 Shunts bekommen. Es wäre ggf. sogar zu überlegen auch den GND Anschluss der Gate Treiber mit über den Shunt zu schicken - allerdings muss man dann aufpassen dass die Gate Treiber kein zu negatives Eingangssignal bekommen, bzw. da den Strom begrenzen. Zumindest brauchen die Gate Treiber eine gute Verbindung zu GND der MOSFETs - egal ob vor oder hinter den Shunt, denn da kann auch rund 1 A (begrenzt durch den Gatewiderstand) fließen.