二极管如何保护H桥直流电机驱动器?

电器工程 电容器 发动机 二极管 司机 保护
2022-01-16 05:03:33

我真的不明白这个电路和类似电路(如驱动继电器电路)中的这些二极管如何保护控制器电路免受线圈电感存储的能量的影响。如果有人能以图形方式解释它,我真的很感激。(我的意思是二极管如何阻止电流等)

关于这个电路的第二个问题是电容器。如果它不存在会发生什么?

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4个回答

此应用中的二极管不是用来阻挡电流,而是为线圈提供一条低阻抗路径,让它们自行放电。如果没有提供这样的路径,那么当每个周期停止线圈供电时,存储的磁能必须找到释放路径。这导致线圈在其两端表现出任意高的反向电压,直到能量找到释放的方式。

结果:这种高电压出现在 MOSFET 上,导致惨死。

因此,二极管提供了一个短路放电路径,将该能量作为二极管内的热量消散。

电容器的功能是充当本地能量储存器,在每次开启的初始尖峰期间提供电机所需的一些能量,并储存一些在每次开启时反弹回电源轨的能量 -离开。如果没有电容器,每个边缘的电流尖峰将完全需要由电源轨提供。由于任何电源连接都会有一些电阻,因此这些电流尖峰会导致电源轨上的电压骤降。

简单来说,当线圈通电和断电时,电容器会消除由于临时电力需求和临时电力过剩而导致的尖峰。

为了补充 Anindo 的好答案,具体来说,电感器(即在这种情况下为电机)上的电压是 $$ L \frac{di}{dt} $$

因此,当电流突然被切断时(正是 H 桥想要做的事情,尤其是当被控制为 PWM 时),\$\frac{di}{dt}\$ 变得非常大,并且有一个相关的非常大的尖峰在电压。二极管保护 MOSFET 免受这些尖峰的影响。

电容器可以吸收来自电机的噪音,否则会干扰您的电源。然而,100nF 是一个非常低的值。根据电机的功率,我会使用 10uF 到 100uF,但也要保留 100nF。

以上一些是正确的,但二极管和电容器在那里,因此存储在电机中的反电动势/感应能量作为储存器被送回盖子,能量不会在二极管中消散,没有盖子该电路可能会自行破坏,因为在电压达到创建放电路径的点之前,能量将无处可去。