Як діоди захищають драйвер двигуна постійного струму H-bridge?

21

Я не дуже розумію, як ці діоди в цій схемі та подібних схемах (наприклад, керування релейною ланцюгом) захищають ланцюг контролера від енергії, що зберігається від індуктивності котушки. Я дуже вдячний, якщо хтось міг це графічно пояснити. (Я маю на увазі, як діоди блокують струм і т. Д.)

друге питання щодо цієї схеми - конденсатор. що станеться, якщо його там немає?

введіть тут опис зображення

— Мехрдад Камелзаде
джерело

15

Діоди в цій заявці не для блокування струму, але для того, щоб котушки мали низький імпедансний шлях. Якщо такий шлях не передбачений, тоді, коли подача котушки припиняється на кожному циклі, накопичена магнітна енергія повинна знайти шлях для розряду. Це призводить до того, що котушка виражає довільно високу зворотну напругу на її кінцях, поки енергія не знайде спосіб вийти.

Результат: Ця висока напруга виявляється в MOSFET, які гинуть нещасною смертю.

Таким чином, діоди забезпечують шлях розряду короткого замикання, розсіюючи цю енергію як тепло в діоді.

Функція конденсатора полягає в тому, щоб діяти як локальний запас енергії, забезпечувати частину енергії, необхідної двигуну під час початкового спайка кожного включення, і зберігати частину енергії, яка відбивається назад на силову рейку при кожному повороті- вимкнено. Без конденсатора струмові шипи на кожному краї повністю потребували б подачі рейки. Оскільки будь-яке з'єднання живлення буде мати певний опір, таким чином, струмові стрибки призводять до перепадів напруги на рейці живлення.

Простіше кажучи, конденсатор згладжує шипи за рахунок тимчасової потреби в електроенергії та тимчасового надлишку електроенергії, оскільки котушки напружені та знеструмлені.

— Аніндо Гош
джерело

Коли одна пара транзисторів вимикається, а інша пара не вмикається негайно, ток "back-emf" повинен протікати через С1 та / або через сам джерело живлення. При нормальному керуванні ШІМ це відбувається на мить між однією парою, яка вимикається, а іншою вмикається. Ось як я це бачу.

— Енді ака

@Anindo дякую за вашу відповідь, але я не розумію двох частин цього. По-перше, що означає "померти нещасною смертю"? по-друге, "ці стрибки струму, таким чином, призводять до перенапруг напруги на рейці живлення"?

— Мехрдад Камелзаде

@MehrdadKamelzadeh MOSFET мають максимальні напруги, з якими вони можуть впоратися, через злив та джерело (фактично через будь-які два штирі), які, як правило, вказані в аркуші даних. Коли ЕРС зворотної котушки перевищує це значення, MOSFET отримує постійні пошкодження. У той час як MOSFET в режимі вдосконалення зазвичай включають діод тіла, цей внутрішній діод, як правило, недостатньо швидкий / з низькою напругою вперед, щоб успішно перемикати цей ЕРС назад і захищати MOSFET. Отже зовнішній діод рятує MOSFET від пошкодження, тобто від загибелі.

— Anindo Ghosh

Якщо є стрибок поточного попиту, цей струм спричинить миттєве падіння напруги на рейці живлення, що спостерігається на Н-мосту - це пов'язано з впливом індукції та опору живильного проводу від джерела живлення до Н-мосту , навіть припускаючи безмежно стабільне джерело живлення. Забезпечення локального конденсатора достатнього значення згладить ці локальні перепади напруги, тобто занурення.

— Anindo Ghosh

@AnindoGhosh ти прекрасний вчитель. Спасибі. Але ще одне питання (яке я обіцяю останнє;)). як я повинен знати, що він повинен бути 0,1uf? чи є спосіб її обчислити?

— Мехрдад Камелзаде

8

L \frac{г i}{г т}

$L \frac{di}{dt}$

$\frac{di}{dt}$

— Скотт Сейдман
джерело

коли мотор зупиняється, як ви сказали, у нас високі напруги на ньому. Тому здається, що шлях, який він знаходить, розряджає свою енергію, завжди через D1 і D2. Коли D3 і D4 роблять свою роботу?

— Мехрдад Камелзаде

3

Коли сплеск напруги від'ємний. Струм може протікати в будь-якому напрямку по двигуну, тому шип може бути будь-якого знаку.

— Скотт Сейдман

7

Конденсатор є там, щоб поглинати шум, що надходить від двигуна, який інакше зіпсується з вашим джерелом живлення. Однак 100nF - це дуже низьке значення. Залежно від потужності мотора, я б використовував 10uF до 100uF, але також залишав 100nF в.

— Опір
джерело

2

Деякі з перерахованих вище є правильними, але діоди та конденсатор є, так що задній ЕМП / індуктивна енергія, що зберігається в двигуні, направляється назад в ковпачок як резервуар для зберігання, енергія не розсіюється в діодах, без кришки там схема, ймовірно, руйнує себе, оскільки енергії нікуди не дінеться, поки напруга не досягне точки, де буде створений шлях розряду.

— мікіблуейе
джерело