「電路分析」PWM速度控制8:總結
在第7部分我們解釋了全橋是如何工作的,接著又解釋了兩個合適的半橋如何“背靠背”連接起來,形成一個完整的橋。在那次演習中,兩個控制器獨立運行,在正常運行中,只有一個半橋在斬波。只有當永久連接的半橋進入限流狀態(tài)時,兩個半橋才會被切斷。
但是如果我們故意同時切換四個橋腿會怎么樣?作為這一頁的檢查。這是一個可能的建議,我原來的創(chuàng)意。
橋在下面的橋梁圖紙中,方案是A和D支腿打開,B和C支腿關閉,反之亦然。因此,如果占空比為50%,那么電機兩端的電壓將相等,正好是電源電壓的一半,電機電流將不流動。
現在考慮當A段(和D段)在B段(和C段)的循環(huán)中處于開啟狀態(tài)時的情況。很明顯,電動機左端的電壓將比右端的電壓高,凈電流將如紅色箭頭所示流動。因為我們選擇了一個足夠高的斬波頻率,使得電機電流在整個循環(huán)中基本上是恒定的,當a腳斷開時,飛輪電流將沿著綠色箭頭所示的路徑流動。
當電動機的反電動勢上升到控制器的平均電壓輸出之上時,電動機的電流當然會反轉,因為它開始產生電流,上面顯示的電流也會反轉。
我們已經看到,在50%的占空比下,控制器沒有凈輸出。當A D大于50%時,電機向前驅動。當B C接通超過50%時,電機將反向驅動。所以在這種模式下,前進和后退或加速和剎車之間的斬波動作沒有任何區(qū)別。
優(yōu)勢驅動波形
驅動電橋只需要兩個pwm波形,一個是另一個的逆變。當然,這是假設橋切換的定時(防止跨導,避免A和C同時開啟)是在驅動和電平轉換電路中完成的。電流限制
在任何時候,也就是說,在所有四個運行象限中,電機電流在C腳或D腳中流動,其中一個必須是正的。這樣可以使用更簡單的電流檢測電路。
主電容器
主要的電容器正在加緊工作。在其他全橋電路中,飛輪電流僅通過電機和MOSFET局部再循環(huán)。在這里,它通過電池線循環(huán),然后通過主去耦電容器,因此需要更多的去耦電容器。效率
我們看到了第6部分這種換流是mosfet中的一個高損耗點。在上述系統(tǒng)中,兩個橋的兩半始終在切換(當然不是全速),因此橋的兩半都必須消散換向損耗。這意味著整體效率將低于其他交換系統(tǒng),也就是說,它會變得更熱一些。然而,為了稍微緩解這一點,在通常的系統(tǒng)中,一個hiside橋腿完全打開并持續(xù)傳導電流。它的結溫會很高 two加熱,這將增加硅的導通電阻。如果導電MOSFET在循環(huán)的一部分時間內關閉,它將能夠在不導電時冷卻,因此其平均結溫可能不會那么高。這將在一定程度上抵消換向加熱。要真正計算這一差異,就需要在整個循環(huán)中進行熱積分,還需要繪制耗散圖。計算包括結熱質量,熱阻,環(huán)境冷卻,當然還有開關時間。
很明顯,它的優(yōu)點和優(yōu)點在很大程度上取決于實現:下到驅動電路,以及它如何處理所有正常的設計妥協。
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用微控制器控制全橋,電路可以大大簡化,可以進行更多的監(jiān)控,這樣任何一個橋腿都可以獨立開關。這可以用來測試外部故障,并及時做出相應的反應,以避免損壞控制器。故障可以被記錄下來以便以后診斷,并且可以采取一些巧妙的方法來更好地保護機器:可以對電機電流進行分析,從而避免過熱,并且可以保持控制,這樣即使電池掉電,機器也能安全地斷開。
我們將準備與一個有足夠興趣(和能力)的讀者討論這些事情,使商業(yè)設計得以實現。
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