STM32电源被电机干扰如何处理？

colourfate

我做了一个电路板，使用STM32来控制小四轴的空心杯电机，使用的3.7V锂电池，使用LDO来稳压到3.3V，电机用MOS管驱动，现在问题是:1. 电机不接时一切正常。
2. 四个电机都接上后没有反应，并且STM32一个管脚接的LED灯开始闪烁（我没有写LED闪烁的代码，并且在LED闪烁时使用JLINK调试，MDK报错：无法读取寄存器...），此时测量LDO输出为3.3V。
3. 如果接一个电机的话又能够控制电机。此时测量LDO输出在2.5~3.0V之间乱跳。
这是电源部分电路图：

LDO芯片：XC6206，在淘宝买的，网址点

这里

电容：100nf的普通电容，47uf的为钽电容

这是电机驱动电路图：

测量Pwm_Out端输出是正常的，这里我给了一个锯齿波，占空比从0增加到30%。


我的尝试：
1. 将LDO的滤波电容从47uf换为1uf（数据手册推荐），效果相同。
2. 使用外接电源给STM32单独供电，一切恢复正常，4个电机都可以控制。
3. 怀疑淘宝买的LDO质量问题，更换成嘉立创买的同型号LDO（厂商不同，但是电压输出是2.5V），此时接1个电机，此时LDO输出2.5V不再乱跳，并且电机能转，但是接4个电机仍然无法工作，现象还是LED闪烁。
4. STM32的VBAT悬空，接上3.3V后问题依旧。

我的思路：
1. 很明显是STM32被电机的电流干扰了，因为单独给STM32供电是正常的。
2. 查看其它电路图，电机处没有并联电容，而是使用二极管进行续流（正点原子的四旋翼），0R电阻位置在VCC上而不是地上。
3. 仍然怀疑是LDO质量问题，购买多种型号的LDO进行尝试。
4. LED不受控制的闪烁很奇怪，以前好像记得是电池没电了会让STM32出现这种情况，但是LDO最大输出是200ma
5. 使用示波器观测电池和LDO输出波形。


折腾这个问题许久了，论坛的朋友有没有什么好的建议？

colourfate

经测试，电机运行时，单片机虽然能够工作，但是24l01果然不能工作。然后将原来的0R电阻的地方换成了2.2uh的电感，，我擦，，居然好了，单片机和24l01都可以工作了。。。估计电感加电容把电压尖峰过滤了。。。

xuande

可能你的电池质量差，一加负载电压就跌。

先确定这一点，然后再说。

colourfate

用示波器看了，电机旋转的时候有一个80KHz的毛刺，峰峰值在2.5V左右，，而80KHz刚好是我的PWM控制频率，80KHz这么高的频率应该是能够被0.1uf的电容滤掉的，但是我这里的0.1uf电容又画错了没有接到BAT和GND之间。。。

idfulin

依照你的分析，接一个电机是可以控制的，而接四个电机就有问题是吧，那么再接着分析这两者对整个系统产生的影响差异在哪呢？最直接的电流肯定变了，那么电流变了势必影响电池的输出电压（因为电池有内阻，依据欧姆定律，电流增大输出电压就会减小）。那么再看LDO，它要降压输出一个稳定的电压，那它的输入和输出需要多大的压差呢？在你四个电机消耗大电流之后，输出的电压是否还满足你LDO需要的最小压差呢？假定刚好就不能，那么LDO的最小压差不会变，那么就只能输出电压改变了，而这样来看，如果你描述的蔬菜电压在2.5~3V之间跳动如果还伴随着电机转速变化（或者停顿），那么就十分吻合。所以，你可以同时测量你LDO的输入和输出。

colourfate

idfulin 发表于 2017-9-8 17:54
依照你的分析，接一个电机是可以控制的，而接四个电机就有问题是吧，那么再接着分析这两者对整个系统产生的 ...

我昨天测试了，接四个电机和接一个电机电池电压都稳定在4V，而且输入电压不会随电机转动而变化，但是用示波器看可以看到一个80KHz的尖峰，峰峰值为2.5V，80KHz刚好就是我的PWM频率，所以应该是我的PWM频率给得太高了，等下给到5KHz试试

lycreturn

单独测试每一路电机，看是否正常。

colourfate

xuande 发表于 2017-9-8 16:55
可能你的电池质量差，一加负载电压就跌。

先确定这一点，然后再说。

不管何种情况，测量电池电压都不会变

colourfate

救命啊，PWM频率改为5KHz，1KHz，500Hz，接三个电机能转，接四个就不能转了啊，，，，怎么感觉我的1uf滤波电容完全没起作用。。。难道1uf电容不能滤掉5KHz的噪声吗

双子花生

在电机和MCU之间加个二极管（哪路干扰就可以加哪路）试试。

zsl666888

顶！！！

colourfate

然后又在电机两端并了肖特基二极管（原子四轴原理图），仍然不行。
最后解决办法：换了一个贵点的LDO。。。。。。5KHz下四个都能工作了，然而80KHz仍然不能工作，，，凑合着用。。。
15%占空比下LDO输出稳定在3.3V（万用表测的）

colourfate

好吧，又去看了帖子说要升压再稳压。。否则24l01可能工作不起来。。。感觉要重画电路板了