TMC246A explodiert

TMC246A explodiert

Postby user0001 » 07 Aug 2011, 21:01

Hallo,

leider hatte ich heute ein kleines Problem mit dem Schrittmotortreiber IC TMC246A-PA. Er ist mir um die Ohren geflogen. Es machte ein gut höhrbares "Patsch" und neben mir flog ein schön glühender Funke ca. 1m in die Höhe. Auch wenn ich eigentlich ein Fan von pyrotechnischen Erlebnissen bin, hat dies meine Laune leider nicht gehoben. Kurz zu meinem Aufbau: Ein LM3S6965 steuert per SPI den TMC246A-PA. An den TMC246A-PA ist QSH 4218-51-10-049 angeschlossen. Ich habe den Schaltplan und das Board-Layout mal noch an dieses Post mit angehängt. Der LM3S6965 läuft unter FreeRTOS und hat folgende Befehle ausgeführt:

//FÜR TESTZWECKE: Etwas saft auf den Motor geben
for(i=0;i<=100;i++){
GPIOPinWrite( GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0, 0 );
SSIDataPutNonBlocking(SSI0_BASE, 0x410);
SSIIntEnable(SSI0_BASE,SSI_TXFF);
vTaskDelay(10);
GPIOPinWrite( GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0, 0 );
SSIDataPutNonBlocking(SSI0_BASE, 0x450);
SSIIntEnable(SSI0_BASE,SSI_TXFF);
vTaskDelay(10);
GPIOPinWrite( GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0, 0 );
SSIDataPutNonBlocking(SSI0_BASE, 0x451);
SSIIntEnable(SSI0_BASE,SSI_TXFF);
vTaskDelay(10);
GPIOPinWrite( GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0, 0 );
SSIDataPutNonBlocking(SSI0_BASE, 0x411);
SSIIntEnable(SSI0_BASE,SSI_TXFF);
vTaskDelay(10);
}

Der Befehl SSIIntEnable schaltet einen Interrupt an, der den CSN Pin nach erfolgten Transfer wieder auf 1 setzt. vTaskDelay macht einen 10ms delay. Dieses Programm hat auch ca. 10 mal hervorranged funktioniert. Dann habe ich mich entschlossen die Versorgungsspannung für den Schrittmotor von 12V auf 24V zu erhöhen, da dies auch die später eingesetzte Spannung sein soll. Die Spannung kommt in dem Testaufbau von einem Labornetzgerät von Voltcraft. Als ich dann das Programm wieder hab ablaufen lassen gab es oben beschriebenen Effekt.

Da ich mir aber auch meinen Sonntag nicht vermiesen lassen wollte habe ich ersteinmal gründlich durch Ihre Anleitungen und im Ihrem Support-Forum gelesen. Insbesondere habe ich auch extra nocheinmal folgende Liste durchgearbeitet:
:banghad: Motor Voltage above 34V (for non-A-types) / above 40V (A-types) or logic supply voltage above 8V
nicht der Fall
:banghad: Pulling motor connector during operation
auch nach der Explosion waren alle Kabel sicher und fest verbunden
:banghad: Short to GND without high side sense resistor
habe ich nicht gefunden, wiederstandswert ist i.O.
:banghad: Soldering problems (unconnected or shorted pins)
alle 44 Pins sind gut verbunden *schwitz*
:banghad: Motor current set to more than 3A for extended periods of time
also definitiv nicht mehr als 1s nach dem Anschalten floss gar kein Strom mehr.
:banghad: Missing or far too small oscillator capacitor
1nF fest und verlötet
:banghad: High ESD voltages applied to circuit before soldering it to board.
Habe beim Löten alles auf Aluminiumfolie gehabt und mich auch mit einem Draht geerdet. Hatte ehrlich gesagt auch noch nie Probleme damit.
:banghad: Missing GND connection when powering the unit with a laboratory supply
war da, hatte daran auch nix geändert beim Spannung hochdrehen
:banghad: Missing sense resistor (or too high value)
Scotty hat bisher davon abgesehen den wegzubeamen
:banghad: Missing short to GND resistor (or too high value)
Fehlender Kurzschluss des Wiederstandes zur Erde?!

naja, also hatte ich wohl irgendwie Pech gehabt. Also zweite Platine genommen (ein Hoch auf das Zwillingsangebot von HaKa) zusammengelötet und angeschlossen. Erstes Problem: der Controller hat beim explodieren auch den Mikrocontroller mit erwischt. Beziehungsweise nur einen Teil davon. Und zwar den Mikrocontrollerpin, der die Aufgabe hatte den ENN Pin auf 0 zu ziehen, wenn der Controller eingeschaltet sein sollte. Jetzt isser halt immer an. Und das andere Problem ist, der Controller zieht konstant 220mA bei 12V und wird verdammt warm. Mit einem DSO habe ich auch nocheinmal gecheckt dass wirklich ein 0x0 per SPI geschickt wurde, aber auch das hat nix geändert.

Naja jetzt trauer ich den gut 100EUR hinterher, die ich für die Chips und die Leiterplatte ausgegeben hatte und bin irgendwie verwirrt. Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie mir helfen könnten und vielleicht etwas Licht in mein Problem bringen. Im Anhang ist auch noch ein nettes Bild des Controllers mit dem Loch (Direkt neben Ihrem Firmenlogo). Ich kann Ihnen auch gerne die Boards zusenden, falls
Sie sich das Malheur genauer angucken wollen.

Viele Grüße

P.S.: Leider konnte ich keine Tabs benutzen, daher hab ich zu den von Ihnen bereitgestellten Symbolen gegriffen ( :banghad: )
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MitLoch_extrakleinfuertrinamic.JPG
Foto der Platine
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board_TOP_BOTTOM.png
Board-Layout
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schaltskizze.pdf
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Re: TMC246A explodiert

Postby TRINAMIC_BD » 08 Aug 2011, 10:11

Hallo, Bilder sagen oft doch mehr als 1000 Worte :-)
Die auf dem Foto schön sichtbaren Drahtwendelwiderstände (für BRA / BHB und VT) sind leider vollkommen untauglich in einer gechopperten Anwendung, da sie auch gute Induktivitäten sind - am besten ersetzen Sie sie durch SMD-Flachwiderstände. Die beim Einschalten und Ausschalten des Choppers entstehenden hohen Spannungsimpulse können die Versorgungsspannung erreichen und auch entsprechend stark unterschwingen und dadurch die an den Pins angeschlossenen MOSFETs und internen Eingänge zerstören. Ein zusätzlicher Kondensator über die Widerstandspins (470nF) ist ebenfalls hilfreich, reicht aber ggf. nicht aus.
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Re: TMC246A explodiert

Postby user0001 » 08 Aug 2011, 10:44

Hallo Herr Dwersteg,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Kann das wirklich die alleinige Ursache für die Explosion sein?
Wenn ich jetzt das Board-Desing eh komplett ändern muss, wäre es möglich von Ihnen für diesen Zweck TMC260 Controller zu beziehen?

Viele Grüße
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Re: TMC246A explodiert

Postby TRINAMIC_BD » 11 Aug 2011, 10:04

Hallo, ja, die Wahrscheinlichkeit, dass das die alleinige Ursache ist, ist recht hoch. Sie könnten das Board natürlich versuchsweise umfädeln - die SMD-Widerstände sind klein und lassen sich meist gut auf freigekrazte Leiterbahnen löten.
Die TMC260 sind über unsere Distributoren erhältlich - wir haben leider keinen Direktversand - ggf. müssten Sie anfragen, da die Kataloge natürlich nur in gewissen Zeitabständen erneuert werden.
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