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「电路分析」PWM速度控制8:总结

发布人:电子资料库 时间:2023-03-08 来源:工程师 发布文章
介绍

在第7部分我们解释了全桥是如何工作的,接着又解释了两个合适的半桥如何“背靠背”连接起来,形成一个完整的桥。在那次演习中,两个控制器独立运行,在正常运行中,只有一个半桥在斩波。只有当永久连接的半桥进入限流状态时,两个半桥才会被切断。

但是如果我们故意同时切换四个桥腿会怎么样?作为这一页的检查。这是一个可能的建议,我原来的创意。

在下面的桥梁图纸中,方案是A和D支腿打开,B和C支腿关闭,反之亦然。因此,如果占空比为50%,那么电机两端的电压将相等,正好是电源电压的一半,电机电流将不流动。


现在考虑当A段(和D段)在B段(和C段)的循环中处于开启状态时的情况。很明显,电动机左端的电压将比右端的电压高,净电流将如红色箭头所示流动。因为我们选择了一个足够高的斩波频率,使得电机电流在整个循环中基本上是恒定的,当a脚断开时,飞轮电流将沿着绿色箭头所示的路径流动。

当电动机的反电动势上升到控制器的平均电压输出之上时,电动机的电流当然会反转,因为它开始产生电流,上面显示的电流也会反转。

我们已经看到,在50%的占空比下,控制器没有净输出。当A D大于50%时,电机向前驱动。当B C接通超过50%时,电机将反向驱动。所以在这种模式下,前进和后退或加速和刹车之间的斩波动作没有任何区别。

优势
  1. 驱动波形
    驱动电桥只需要两个pwm波形,一个是另一个的逆变。当然,这是假设桥切换的定时(防止跨导,避免A和C同时开启)是在驱动和电平转换电路中完成的。

  2. 电流限制
    在任何时候,也就是说,在所有四个运行象限中,电机电流在C脚或D脚中流动,其中一个必须是正的。这样可以使用更简单的电流检测电路。

缺点
  1. 主电容器
    主要的电容器正在加紧工作。在其他全桥电路中,飞轮电流仅通过电机和MOSFET局部再循环。在这里,它通过电池线循环,然后通过主去耦电容器,因此需要更多的去耦电容器。

  2. 效率
    我们看到了第6部分这种换流是mosfet中的一个高损耗点。在上述系统中,两个桥的两半始终在切换(当然不是全速),因此桥的两半都必须消散换向损耗。这意味着整体效率将低于其他交换系统,也就是说,它会变得更热一些。然而,为了稍微缓解这一点,在通常的系统中,一个hiside桥腿完全打开并持续传导电流。它的结温会很高 two加热,这将增加硅的导通电阻。如果导电MOSFET在循环的一部分时间内关闭,它将能够在不导电时冷却,因此其平均结温可能不会那么高。这将在一定程度上抵消换向加热。要真正计算这一差异,就需要在整个循环中进行热积分,还需要绘制耗散图。计算包括结热质量,热阻,环境冷却,当然还有开关时间。

利弊分析

很明显,它的优点和优点在很大程度上取决于实现:下到驱动电路,以及它如何处理所有正常的设计妥协。

其他条款

我们希望,这些文章让你对所涉及的原则有了一个很好的认识。然而,他们几乎没有触及到使用软件可以做什么的表面。自从文章第一次写出来以来,电子技术已经有了很大的发展!

用微控制器控制全桥,电路可以大大简化,可以进行更多的监控,这样任何一个桥腿都可以独立开关。这可以用来测试外部故障,并及时做出相应的反应,以避免损坏控制器。故障可以被记录下来以便以后诊断,并且可以采取一些巧妙的方法来更好地保护机器:可以对电机电流进行分析,从而避免过热,并且可以保持控制,这样即使电池掉电,机器也能安全地断开。

我们将准备与一个有足够兴趣(和能力)的读者讨论这些事情,使商业设计得以实现。


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关键词: 电路 控制

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