H 橋直流電機應(yīng)用中慢衰減模式和快衰減模式的區(qū)別
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-11-01 17:29:13 | 556 次閱讀
H 橋是一個相當(dāng)簡單的電路。它包含四個獨立控制的 FET(或 BJT,但 FET 現(xiàn)在更常見),用作開關(guān)元件,用于引導(dǎo)電流流過負載(通常是感性負載,例如電機)。下圖 1 顯示了 H 橋中的“H”?!?/p>
使用 H 橋時請注意:切勿開啟同一側(cè)的兩個 FET,即 Q1 和 Q2,或 Q3 和 Q4。這樣做會創(chuàng)建一條從正軌到地的阻抗非常低的路徑,而產(chǎn)生的高電流(通常稱為“擊穿”)可能會損壞 FET。
快速衰減模式
我前面提到的直流電機項目要求電機在禁用時能夠快速停止在特定位置。因此,考慮到這一要求,我首先確信采用快速衰減模式正是我所需要的。假設(shè)“快速衰減”對應(yīng)于快速減速是合理的。我錯了。在閱讀了這個問題后,我意識到術(shù)語慢衰減和快衰減與流經(jīng)電感器的電流相關(guān),并且與直流電機的行為沒有直接關(guān)系。
總結(jié)一下這一點:不要認為快速衰減會使電機很快停止,因為實際上恰恰相反?! 翱焖偎p模式”這個名稱指的是這種模式允許電機線圈電流非常快速地衰減到零。下面的圖 2 描述了源自 V bat 的電流,然后流經(jīng) Q1、電機繞組和 Q4 到達接地節(jié)點。在此情況下,電機通電并正常轉(zhuǎn)動?! ?/p>
不要忘記,投籃是一個大禁忌。因此,我們必須先禁用一個 FET,然后再啟用另一個 FET - 我們必須“先斷后合”。幸運的是,當(dāng)使用 DRV8801 和其他電機驅(qū)動芯片時,我們不必擔(dān)心這種先斷后通的情況,因為它是由 IC 自動處理的?! ∽詈?,根據(jù)您的應(yīng)用,可能不需要使用快速衰減模式。相反,您可以選擇簡單地使用上面提到的反激二極管或體二極管。然而,二極管何時開始導(dǎo)通的時間未知,這在您的應(yīng)用中可能重要也可能不重要。根據(jù)TI 的社區(qū)支持頁面,“一般來說,高電感電機、高運行速度或高微步進通常需要快速衰減,這些電機都需要電流快速變化。” 此外,如果FET 的導(dǎo)通電阻導(dǎo)致壓降低于二極管的正向電壓,則快速衰減模式可以降低功耗?!?/p>
圖 4.作為快速衰減模式的替代方案,您可以使用體二極管或外部反激二極管為衰減感應(yīng)電流提供路徑。圖片由TI 的 SLVA321 應(yīng)用說明提供(圖 3)。
慢衰減模式讓我們回顧一下圖 2,其中電機正常運行?,F(xiàn)在,我們不再像快速衰減模式那樣打開 Q2 和 Q3 并關(guān)閉 Q1 和 Q4(圖 3),而是禁用 Q1 并啟用 Q2(參見下面的圖 5)。 ***注:兩個低側(cè) FET 或兩個高側(cè) FET 均可用于慢衰減模式。
盡管電流衰減較慢,但該模式可以更快地降低電機速度。當(dāng)直流電機旋轉(zhuǎn)時,會產(chǎn)生反電動勢。我們可以將其視為電機慣性或存儲能量的表現(xiàn)。在快速衰減模式下,盡管電流衰減很快,但隨著存儲的能量逐漸耗散,電機將滑向零角速度。
當(dāng)我們啟用 Q2 和 Q4 時,我們將在兩個電機端子之間創(chuàng)建一條低阻抗路徑。這實質(zhì)上縮短了反電動勢,從而使電機存儲的能量能夠更快地耗散。結(jié)果是快速減速,以至于術(shù)語“制動”與緩慢衰減模式相關(guān)聯(lián)。
因此請記住,“慢”和“快”的名稱與通過感性負載(例如電機繞組)的電流衰減率直接相關(guān),而不是與電機角速度的降低相關(guān)。
總之
快速衰減模式會導(dǎo)致感應(yīng)電流快速減少,并允許電機滑行至零速度。慢衰減模式導(dǎo)致感應(yīng)電流減少較慢,但會產(chǎn)生快速減速。
下面的圖 6 總結(jié)了這兩種衰減模式的當(dāng)前路徑。
圖 6. DRV8801 中的電流路徑。圖片由TI 的 DRV8801 數(shù)據(jù)表(第 14 頁)提供。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.udpf.com.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。