Bagaimana dioda melindungi driver motor H-bridge DC?

21

Saya tidak benar-benar mengerti bagaimana dioda dalam rangkaian ini dan sirkuit serupa (seperti mengendarai sirkuit relai) melindungi sirkuit pengontrol dari energi yang disimpan oleh induktansi koil. Saya sangat menghargai jika seseorang dapat menjelaskannya secara grafis. (Maksud saya bagaimana dioda memblokir arus dan lain-lain)

pertanyaan kedua tentang rangkaian ini adalah kapasitor. apa yang terjadi jika tidak ada?

masukkan deskripsi gambar di sini

capacitor motor diodes driver protection Mehrdad Kamelzadeh
sumber

Jawaban:

15

Dioda dalam aplikasi ini tidak ada di sana untuk memblokir arus, tetapi untuk memungkinkan jalur impedansi rendah untuk koil untuk melepaskan diri melalui. Jika jalur seperti itu tidak disediakan, maka ketika pasokan koil dihentikan pada setiap siklus, energi magnetik yang disimpan harus menemukan jalur untuk dilepaskan. Ini menghasilkan koil yang menunjukkan tegangan balik tinggi yang sewenang-wenang melintasi ujung-ujungnya sampai energi menemukan cara untuk keluar.

Hasil: Tegangan tinggi ini muncul di seluruh MOSFET, yang menyebabkan kematian yang menyedihkan.

Dioda dengan demikian menyediakan jalur pelepasan hubung singkat, menghilangkan energi ini sebagai panas di dalam dioda.

Fungsi kapasitor adalah untuk bertindak sebagai penyimpan energi lokal, untuk menyediakan sebagian energi yang dibutuhkan oleh motor selama lonjakan awal setiap penyalaan, dan menyimpan kembali sejumlah energi yang mendorong kembali ke rel daya di setiap belokan. mati. Tanpa kapasitor, paku saat ini di setiap tepi benar-benar perlu dilayani oleh rel pasokan. Karena setiap sambungan suplai akan memiliki beberapa hambatan, lonjakan arus ini dengan demikian menyebabkan penurunan tegangan pada rel suplai.

Secara sederhana, kapasitor menghaluskan paku karena permintaan daya sementara dan surplus daya sementara, karena kumparan diberi energi dan de-energi.

Anindo Ghosh
sumber
Ketika satu pasang transistor mati dan pasangan lainnya tidak langsung menyala, arus "back-emf" harus mengalir melalui C1 dan / atau catu daya itu sendiri. Di bawah kontrol PWM normal, ini terjadi sejenak antara satu pasangan mati dan yang lainnya menyala. Begitulah cara saya melihatnya.
Andy alias
@Anindo terima kasih atas jawaban Anda, tetapi saya tidak mengerti dua bagian dari itu. pertama apa artinya "mati dengan sengsara"? kedua "paku arus ini sehingga mengakibatkan penurunan tegangan pada rel pasokan"?
Mehrdad Kamelzadeh
@MehrdadKamelzadeh MOSFET memiliki voltase maksimum yang dapat mereka atasi, melintasi Tiriskan dan Sumber (sebenarnya melintasi dua pin), yang biasanya ditentukan dalam lembar data. Ketika koil kembali EMF melebihi nilai ini, MOSFET akan rusak secara permanen. Sementara mode peningkatan MOSFET biasanya menggabungkan dioda tubuh, bahwa dioda internal umumnya tidak cukup cepat / dari tegangan maju yang cukup rendah, untuk berhasil melepaskan EMF-belakang ini dan melindungi MOSFET. Oleh karena itu dioda eksternal menyelamatkan MOSFET dari kerusakan, yaitu sekarat.
Anindo Ghosh
Jika ada lonjakan permintaan saat ini, arus ini akan menyebabkan penurunan tegangan sesaat pada rel pasokan seperti yang terlihat di jembatan-H - ini disebabkan efek induksi dan resistensi dari kawat pasokan dari sumber listrik ke jembatan-H , bahkan dengan asumsi catu daya yang sangat stabil. Menyediakan kapasitor lokal dengan nilai yang cukup akan memuluskan penurunan voltase lokal ini, seperti penurunan.
Anindo Ghosh
@AnindoGhosh Anda adalah guru yang sempurna. Terima kasih. Tetapi satu pertanyaan lagi (yang saya janjikan menjadi yang terakhir;)). bagaimana saya tahu bahwa itu pasti 0.1 uF? apakah ada cara untuk menghitungnya?
Mehrdad Kamelzadeh
8

L.dsayadt

dsayadt

Scott Seidman
sumber
ketika motor berhenti, seperti yang Anda katakan kami memiliki tegangan tinggi pada node. Jadi sepertinya jalan yang ditemukannya untuk mengeluarkan energinya selalu melalui D1 dan D2. Kapan D3 dan D4 melakukan tugasnya?
Mehrdad Kamelzadeh
3
Ketika tegangan lonjakan negatif. Arus dapat mengalir ke salah satu arah melintasi motor, sehingga lonjakan dapat berupa salah satu tanda.
Scott Seidman
7

Kapasitor ada untuk menyerap suara yang datang dari motor, yang jika tidak akan mengacaukan catu daya Anda. 100nF adalah nilai yang sangat rendah. Tergantung pada daya motor saya akan menggunakan 10uF ke 100uF, tetapi juga meninggalkan 100nF.

Perlawanan
sumber
2

beberapa di atas benar tetapi dioda dan kapasitor ada sehingga kembali ggl / energi induktif yang disimpan dalam motor dikirim kembali ke tutup sebagai tempat penyimpanan, energi tidak dihamburkan dalam dioda, tanpa tutup di sana sirkuit mungkin akan menghancurkan dirinya sendiri karena energi tidak punya tempat untuk pergi sampai tegangan mencapai titik di mana jalur pelepasan dibuat.

mickyblueeyes
sumber