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[电机及执行机构驱动]

【BLDC驱动】分析同步续流与体二极管续流有几个疑问请教?

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本帖最后由 wangtao478552 于 2017-2-10 13:38 编辑

大前提,采用二二导通,六步电流换向驱动。
驱动电路原型如下,全是NMOS,高电平导通:

一、普通的驱动方法

1.1 驱动方法描述
驱动方法大致可以描述为,高电压端PWM驱动上桥,低电压端普通IO驱动下桥。例如需要导通A-B相,则使用PWM控制导通Q1,IO口控制导通Q4。
六步换向每步的驱动波形如下图(注意,此图中低电平有效):


1.2 该驱动方式下的工作回路与续流回路
仍然以A-B相导通为例,在一个PWM周期内,当PWM由高电平进入低电平,也就是Q1由导通变为关断,此时原回路消失,
需要利用仍然导通的Q4与一直关断的Q6的体二极管构成回路进行续流,工作回路与续流回路如下:
工作回路:

续流回路:


二、同步续流的驱动方法

2.1 驱动方法描述
驱动方式大致可以描述为,高电压端PWM驱动上桥,且高电压端以反向PWM驱动下桥,低电压端以普通IO口驱动下桥。例如需要导通A-B相,则使用PWM控制导通Q1,使用反向PWM驱动Q6,IO口驱动Q4。
六步换向每步的驱动波形如下图:


2.2 该驱动方式下的工作回路与续流回路
仍然以A-B相导通为例,在一个PWM周期内,当PWM由高电平进入低电平,也就是Q1由导通变为关断,此时原回路消失,
同时(几乎同时,有死区)反向PWM由低电平进入高电平,也就是Q6有关断变为导通
此时仍然导通的Q4与刚刚打开的Q6构成回路进行续流,工作回路与续流回路如下:工作回路(没有变化):



续流回路:


我还有一些不理解的地方,请大神解答:
1、同步续流方式下,在整个PWM低电平Q6都是处于导通状态,与Q2一起接地了,会不会造成制动效果?
2、将Q2、Q4、Q6同时导通或将Q1、Q3、Q5同时导通是能够带来制动效果的,那么是怎么带来制动效果的呢?
谢谢大家!
另外,祝所有老师教师节快乐!
/******************************************************************/
以下内容20170210编辑
解答我自己提出的两个问题,希望对大家有所帮助:
1、同步续流方式下,在整个PWM低电平Q6都是处于导通状态,与Q2一起接地了,会不会造成制动效果?
同步续流方式下,确实整个PWM-OFF,Q6都出于导通状态与Q2一起接地。
但是否会造成制动效果,要看续流时间与PWM-OFF时间的相对大小,
a、所需续流时间长于PWM-OFF时间,基本不会造成制动效果;
b、所需续流时间短于PWM-OFF世间,续流完成后会造成一定制动效果。
因为电流越大所需续流时间越长,所以在负载较大情况下可以忽略此制动效果。
2、将Q2、Q4、Q6同时导通或将Q1、Q3、Q5同时导通是能够带来制动效果的,那么是怎么带来制动效果的呢?
电机转动线圈切割永磁体的磁场,在U、V、W三端产生相对电压,如果将2端或3端连接,形成回路,动能就可以转化为电能然后转化为热能,
电-热转化功率P=U*U/R,U与切割速度成正比,如果3端短接,那么R很小,所以很快就能将大量动能转化掉,实现了制动效果。


评论
erjj 2024-8-21 10:36 回复TA
@erjj :Q4和Q6,,, 
erjj 2024-8-21 10:34 回复TA
感谢大佬解答,好像知道为什么下管一直发热了。另外您提出的问题里面第一条是想说Q4,和Q2一起接地了吧 
wangtao478552 2022-4-15 16:42 回复TA
在BLDC的应用里并非如此,由于一直在换相,所以也会给自举电容充电,从而实现全开 

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沙发
wangtao478552|  楼主 | 2015-9-21 17:15 | 只看该作者
大家帮忙分析一下呗

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板凳
保夫鲁沙| | 2015-9-21 18:21 | 只看该作者
在全部是NMOS硬件下,只能是下桥全通制动,不能上桥导通,上桥驱动需要PWM的低电平去给自举电容充电,所以在NMOS的硬件中PWM占空比是不能做到100%的,否则立马烧管子。

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地板
保夫鲁沙| | 2015-9-21 18:23 | 只看该作者
Q2和Q6同时导通确实会有制动效果,你可以做实验把三相绕组任意两相导通,此时手拧电机轴,阻力会明显变大。

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5
wangtao478552|  楼主 | 2015-9-22 16:04 | 只看该作者
保夫鲁沙 发表于 2015-9-21 18:23
Q2和Q6同时导通确实会有制动效果,你可以做实验把三相绕组任意两相导通,此时手拧电机轴,阻力会明显变大。 ...

感谢你的回复 那就是说 我帖子中所说的,同步续流的驱动方法,会因为续流时的一些刹车效果而限制了电机的转速

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6
sfraim| | 2016-6-28 21:59 | 只看该作者
学习了!我也在研究这个东西

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7
zcz0426| | 2016-8-16 15:29 | 只看该作者
我一直在跟进这个帖子,期待大神发表一下

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8
qinlu123| | 2017-7-19 18:16 | 只看该作者
我之前用的是普通的控制方法,这两天尝试使用文中所说的第二种同步续流的方法。但是发现使用第二种方法的时候同样的占空比电机转速比使用第一种方法转速低很多,电流也小很多,我还没有找到原因。我也观察到了当PWM频率足够低时(所需续流时间短于PWM-OFF)同时打开两个下臂给切割磁感线产生的电动势提供了回路造成的制动效果。

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9
wangtao478552|  楼主 | 2017-7-25 17:02 | 只看该作者
qinlu123 发表于 2017-7-19 18:16
我之前用的是普通的控制方法,这两天尝试使用文中所说的第二种同步续流的方法。但是发现使用第二种方法的时 ...

是的,续流在PWM-OFF内完成,与PWM-OFF内一直续流,波形是明显不一样的。有新想法一起讨论。

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10
danet965| | 2018-1-15 00:01 | 只看该作者
进来听讲,且听行家怎么解答

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11
NoTCsmile| | 2018-1-15 15:25 | 只看该作者
保夫鲁沙 发表于 2015-9-21 18:21
在全部是NMOS硬件下,只能是下桥全通制动,不能上桥导通,上桥驱动需要PWM的低电平去给自举电容充电,所以 ...

你自己写过程序没有  不要误导别人。。

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12
NoTCsmile| | 2018-1-15 15:28 | 只看该作者
保夫鲁沙 发表于 2015-9-21 18:21
在全部是NMOS硬件下,只能是下桥全通制动,不能上桥导通,上桥驱动需要PWM的低电平去给自举电容充电,所以 ...

全N也是可以做到PWM 100%的。。

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13
hzqq99| | 2018-6-8 16:05 | 只看该作者
NoTCsmile 发表于 2018-1-15 15:28
全N也是可以做到PWM 100%的。。

你的100%占空比是建立在管子换向基础上的,由于电机在高速转动,那么所有管子100%占空比也就是全部打开,这时应该是管子短路的,但是换向信号却限制了哪些管子是开通,哪些管子是关闭的,还有互补管限制。所以不会短路。相当于全电压加载在电机上。电机转速块,换向快,上管就可以得到充电。
但是如果换向慢了呢?比如刚启动就100%占空比,电机转速太低,上管等不到换向,自举电容就软了,那么就工作不下去了。

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14
henglin| | 2018-6-11 22:55 | 只看该作者
好帖子

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15
周小雨| | 2018-10-19 18:26 | 只看该作者
挺好的,学习了

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16
a20084666| | 2019-3-28 21:14 | 只看该作者
wangtao478552 发表于 2017-7-25 17:02
是的,续流在PWM-OFF内完成,与PWM-OFF内一直续流,波形是明显不一样的。有新想法一起讨论。 ...

有没有这个波形,发出来大家一起研究下

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17
恶趣味| | 2019-5-10 10:40 | 只看该作者
hzqq99 发表于 2018-6-8 16:05
你的100%占空比是建立在管子换向基础上的,由于电机在高速转动,那么所有管子100%占空比也就是全部打开, ...

可能要看你的硬件电路吧,我试过上管100%制动,200ms都是OK的

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18
jzy1115| | 2020-5-4 10:40 | 只看该作者
我试过同步续流方式,会导致占空比为0的时候电机爆死

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19
jzy1115| | 2020-5-4 11:50 | 只看该作者
而且同步续流方式,会导致松油门电机立即爆死

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