「電路分析」PWM速度控制8:總結(jié)
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(xí)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(dāng)永久連接的半橋進(jìn)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(guān)閉,反之亦然。因此,如果占空比為50%,那么電機(jī)兩端的電壓將相等,正好是電源電壓的一半,電機(jī)電流將不流動。
現(xiàn)在考慮當(dāng)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(jī)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(jī)電流在整個循環(huán)中基本上是恒定的,當(dāng)a腳斷開時,飛輪電流將沿著綠色箭頭所示的路徑流動。
當(dāng)電動機(jī)的反電動勢上升到控制器的平均電壓輸出之上時,電動機(jī)的電流當(dāng)然會反轉(zhuǎn),因為它開始產(chǎn)生電流,上面顯示的電流也會反轉(zhuǎn)。
我們已經(jīng)看到,在50%的占空比下,控制器沒有凈輸出。當(dāng)A D大于50%時,電機(jī)向前驅(qū)動。當(dāng)B C接通超過50%時,電機(jī)將反向驅(qū)動。所以在這種模式下,前進(jìn)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(qū)動波形
驅(qū)動電橋只需要兩個pwm波形,一個是另一個的逆變。當(dāng)然,這是假設(shè)橋切換的定時(防止跨導(dǎo),避免A和C同時開啟)是在驅(qū)動和電平轉(zhuǎn)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(jī)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(jī)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(dāng)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(dǎo)電流。它的結(jié)溫會很高 two加熱,這將增加硅的導(dǎo)通電阻。如果導(dǎo)電MOSFET在循環(huán)的一部分時間內(nèi)關(guān)閉,它將能夠在不導(dǎo)電時冷卻,因此其平均結(jié)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(jìn)行熱積分,還需要繪制耗散圖。計算包括結(jié)熱質(zhì)量,熱阻,環(huán)境冷卻,當(dāng)然還有開關(guān)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(xiàn):下到驅(qū)動電路,以及它如何處理所有正常的設(shè)計妥協(xié)。
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用微控制器控制全橋,電路可以大大簡化,可以進(jìn)行更多的監(jiān)控,這樣任何一個橋腿都可以獨立開關(guān)。這可以用來測試外部故障,并及時做出相應(yīng)的反應(yīng),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(hù)機(jī)器:可以對電機(jī)電流進(jìn)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(jī)器也能安全地斷開。
我們將準(zhǔn)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(shè)計得以實現(xiàn)。
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