PWM控制的直流电机，电机上的电压波形有个台阶

只看该作者 · 2019-9-13 20:03

本帖最后由 lightmusic 于 2019-9-13 20:08 编辑

我用PWM控制MOSFET，驱动直流电机，为了减小直流电机的启动电流。MOSFET的gate端波形非常好。
波形中黄色是电机上的电压，红色是电机上的电流。
但是电机的电压波形出现了一个奇怪的台阶，并且在出现这个台阶的时候，电机上的电流好像是反向的。请问这是什么原因造成的？是电机的反电动势吗？

只看该作者 · 2019-9-13 21:12

连个原理图都没有。。。

1万 · 2019-9-13 23:19

应该是Vgs不够，开通不够造成的。

1万 · 2019-9-14 07:33

你可以这样赖验证，有无续流二极管，改变Vgs，改变周期和脉宽。

只看该作者 · 2019-9-14 08:34

MOS--直流电机、电机电感在PWM条件下，是一个复杂过程。
至少贴上栅极波形，和DS、电流同步比较。
否则只能猜，你以为大家都是神仙？............
我这里唯一看出来的，是你的PWM是正波形驱动。

只看该作者 · 2019-9-14 17:53

得先给个MOS管驱动级部分的电路图，是专用的MOS管驱动芯片还是外部分立器件实现的MOS驱动。若是后者，可以用电路仿真软件直接仿真一下。这个可以看到类似的波形的。

仿真时，调整部分参数，再与输出波形的对比……这样才容易理解问题

只看该作者 · 2019-9-14 20:57

本帖最后由 lightmusic 于 2019-9-14 21:17 编辑

MOSFET V838的PWM控制电路图，V838的D、S极串在上面电机回路里。启动过程中PWM的占空比从10%变化到90%，驱动用的是专门的MOS管驱动芯片LTV-314N（光耦+驱动）。电机的这个电压台阶在占空比为初始值10%的时候没有，随着占空比的增大，慢慢地出现了，到占空比80%左右又消失了。

只看该作者 · 2019-9-14 21:07

本帖最后由 lightmusic 于 2019-9-14 21:19 编辑

MOSFET的控制电压VGS和直流电机电流波形，看起来VGS的波形很好，导通或截止状态分明。VGS导通电压大于8.5V。

1万 · 2019-9-14 21:26

电机有比较大的电感，ON的时候电感也储能，OFF的时候，电感先放能，放能完毕给出的电压才是电机的反电动势。

只看该作者 · 2019-9-14 22:01

戈卫东发表于 2019-9-14 21:26
电机有比较大的电感，ON的时候电感也储能，OFF的时候，电感先放能，放能完毕给出的电压才是电机的反电动势 ...

OFF的时候，电路里有个快速二极管来续流电感里的能量，所以电机从OFF下降沿瞬间起，有一段低电平，等到电感的能量放完了，出现了一段台阶电压，接着MOS管变ON，电压从台阶处瞬间上升到220V。
那段台阶电压可能就是反电动势，这样理解对吗？

1万 · 2019-9-14 22:28

应该是吧。。。。

1万 · 2019-9-15 07:34

lightmusic 发表于 2019-9-14 21:07
MOSFET的控制电压VGS和直流电机电流波形，看起来VGS的波形很好，导通或截止状态分明。VGS导通电压大于8.5V ...

你把Vgs，Vds摆在一起看。

只看该作者 · 2019-9-15 09:34

lightmusic 发表于 2019-9-14 20:57
MOSFET V838的PWM控制电路图，V838的D、S极串在上面电机回路里。启动过程中PWM的占空比从10%变化到90%，驱 ...

根据后面VGS-电流波形，可以分析出，电流测量相位是正。
按照你第一个波形图，VDS高电平是关断，则电流不可能是正，再根据线路图，则你贴的第一图上面黄色的完全不是VDS，应该是电机电压吧。
正是这个图的相位反了，你差不多误导了所有人。
现在，我们把这个第一图的黄色部分，上下倒一下，应该才是正确的VDS。
然后估计这里至少大部分人，都能看明白，所谓台阶是什么原因造成的了。

只看该作者 · 2019-9-15 09:41

本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-15 09:48 编辑

lightmusic 发表于 2019-9-14 22:01
OFF的时候，电路里有个快速二极管来续流电感里的能量，所以电机从OFF下降沿瞬间起，有一段低电平，等到电 ...
测量都没准确，提问瞎误导人那.............

只看该作者 · 2019-9-15 09:47

本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-15 09:49 编辑

lightmusic 发表于 2019-9-14 22:01
OFF的时候，电路里有个快速二极管来续流电感里的能量，所以电机从OFF下降沿瞬间起，有一段低电平，等到电 ...

不知道这个大小是不是正常
我上传了已经调整过信号相位的正确VDS波形，各位明白人，应该清楚什么原因了吧。。。。。断流了...........

1万 · 2019-9-15 11:04

对的。典型的电感充放能波形，DCM。

只看该作者 · 2019-9-15 20:05

tianxj01 发表于 2019-9-15 09:47
不知道这个大小是不是正常
我上传了已经调整过信号相位的正确VDS波形，各位明白人，应该清楚什么原因了吧 ...

电机反电动势的能量没有泄放通路，打算电机两端并一个RC来吸收。

1万 · 2019-9-15 22:42

lightmusic 发表于 2019-9-15 20:05
电机反电动势的能量没有泄放通路，打算电机两端并一个RC来吸收。

如果是机械电刷换相的直流电机，电刷的噪音才是需要吸收的。

只看该作者 · 2019-9-16 08:56

lightmusic 发表于 2019-9-15 20:05
电机反电动势的能量没有泄放通路，打算电机两端并一个RC来吸收。

还需要什么东西呢？
我贴的改过相位的VDS波形，平顶段，就是电机电感续流过程。
后面打折波动部分，是电机续流结束，电机电感剩余能量处于自由震荡造成，你看对应的电流波形，可以发现这部分是平的且电流=0，再到MOS开通，进入新一轮电机驱动过程。
整个VDS波形非常正常，没有任何问题，不需要再改动什么了。
和一般理解的电感只是一个二极管续流，由于二极管正向电压低，电流下降非常慢，这里，续流电流对电机做功，有机械能输出，所以其下降速度还是非常快的，因此才有你电感断流的情况出现。[/color]
你要是没有续流，反电动势得不到回路，你会看见非常恐怖的很高的VDS尖峰。

只看该作者 · 2019-9-16 20:57

tianxj01 发表于 2019-9-16 08:56
还需要什么东西呢？
我贴的改过相位的VDS波形，平顶段，就是电机电感续流过程。
后面打折波动部分，是电 ...

你说的很对，谢谢！
我今天加上了RC测试了一下，波形确实没有任何改善。可能加个电感，让续流变缓慢一点（电路不再出现断流）能有点效果？

PWM控制的直流电机，电机上的电压波形有个台阶

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