ダイオードはHブリッジDCモータードライバーをどのように保護しますか?


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この回路や類似の回路(リレー回路を駆動するなど)のこれらのダイオードが、コイルのインダクタンスによって蓄積されたエネルギーからコントローラー回路を保護する方法を私は本当に理解していません。誰かがそれをグラフィカルに説明できたら本当に感謝しています。(つまり、ダイオードが電流をブロックする方法など)

この回路に関する2番目の質問はコンデンサです。ない場合はどうなりますか?

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回答:


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このアプリケーションのダイオードは、電流をブロックするためではなく、コイルが低インピーダンスパスを通過して放電するためのものです。そのような経路が提供されない場合、各サイクルでコイルの供給が停止されると、蓄積された磁気エネルギーは放電のための経路を見つけなければなりません。これにより、コイルは、エネルギーが抜ける方法を見つけるまで、両端に任意の高い逆電圧を表します。

結果:MOSFETの両端にこの高電圧が現れ、悲惨な死をもたらします。

したがって、ダイオードは短絡放電経路を提供し、このエネルギーをダイオード内で熱として放散します。

コンデンサの機能は、ローカルエネルギーストアとして機能し、各ターンオンの初期スパイク中にモーターが必要とするエネルギーの一部を提供し、各ターンでパワーレールにキックバックするエネルギーの一部を保存します。オフ。コンデンサがなければ、各エッジの電流スパイクは電源レールによって完全に供給される必要があります。電源接続には抵抗があるため、これらの電流スパイクにより電源レールに電圧降下が生じます。

簡単に言えば、コイルは通電および非通電されるため、コンデンサは一時的な電力需要と一時的な電力余剰によるスパイクを滑らかにします。


トランジスタの1つのペアがオフになり、もう1つのペアがすぐにオンにならない場合、「逆起電力」電流がC1および/または電源自体を流れる必要があります。通常のPWM制御では、これは、1つのペアのスイッチがオフになり、もう1つのペアがオンになる間に瞬間的に発生します。それは私がそれを見る方法です。
アンディ別名別名

@Anindoはあなたの答えに感謝しますが、私はその2つの部分を理解していません。最初に「悲惨な死に至る」とはどういう意味ですか?2番目の「これらの電流スパイクにより、電源レールに電圧降下が生じる」
Mehrdad Kamelzadeh

@MehrdadKamelzadeh MOSFETには、ドレインとソース間(実際には任意の2つのピン間)で対処できる最大電圧があり、通常はデータシートで指定されています。コイルバックEMFがこの値を超えると、MOSFETが永久的に損傷します。エンハンスメントモードMOSFETには通常ボディダイオードが組み込まれていますが、この逆起電力を正常にシャントしてMOSFETを保護するには、一般に内部ダイオードの順方向電圧が十分に速く/十分に低くありません。したがって、外付けダイオードにより、MOSFETが損傷、つまり死ぬことを防ぎます。
アニンドゴーシュ

電流需要にスパイクがある場合、この電流は、Hブリッジで見られるように、電源レールで瞬間的な電圧降下を引き起こします。これは、電源からHブリッジへの供給ワイヤの誘導および抵抗効果によるものです。 、無限に安定した電源を想定しています。十分な値のローカルコンデンサを提供すると、これらのローカル電圧降下、つまりディップが滑らかになります。
アニンドゴーシュ

@AnindoGhoshあなたは完璧な先生です。ありがとう。しかし、もう1つ質問(最後の質問になると約束します;))。それが0.1ufでなければならないことをどのように知っているべきですか?それを計算する方法はありますか?
Mehrdad Kamelzadeh

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Ldidt

didt


あなたが言ったように、モーターが停止すると、ノードに高電圧があります。そのため、エネルギーを放電するために見つけた経路は、常にD1とD2を経由しているようです。D3とD4はいつ仕事をしますか?
Mehrdad Kamelzadeh

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電圧スパイクが負のとき。電流はモーターを介してどちらの方向にも流れることができるため、スパイクはどちらの符号でもかまいません。
スコットサイドマン

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コンデンサは、モーターから来るノイズを吸収するためにあります。そうしないと、電源に悪影響を及ぼします。ただし、100nFは非常に低い値です。モーターの出力に応じて、10uFから100uFを使用しますが、100nFもそのままにします。


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上記のいくつかは正しいが、モーターに保存された逆起電力/誘導エネルギーがストレージリザーバーとしてキャップに送り返されるように、ダイオードとコンデンサがあります。電圧が放電パスが作成されるポイントに到達するまで、エネルギーはどこにも行けないため、回路はおそらくそれ自体を破壊します。

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