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[电路/定理]

电机控制电路问题求助

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SunMan丶|  楼主 | 2021-12-9 16:42 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
各位大佬好！新人小白报到，此图C1为220UF/63V电解电容，M1为10A的电机，运行一段时间出现C1鼓包、爆炸的情况。麻烦各位大佬帮忙分析下问题。感谢！

图片.png (19.05 KB )

电机

电机

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zyj9490 2021-12-14 20:08 回复TA
@SunMan丶 ：对电容发热有利，但电机的机损会加大。 
SunMan丶 2021-12-13 13:37 回复TA
@zyj9490 ：降低PWM频率，是否纹波电流也会更小呢？ 
SunMan丶 2021-12-13 13:26 回复TA
@zyj9490 ：谢谢解答，也就是说用高频低阻的电解电容是吗？即使小容量的多个电容并联也是空间不够。 
zyj9490 2021-12-12 14:08 回复TA
就是电容的涟波电流不够，或交流阻抗太高，发热，变成恶性循环，最后崩，多用高电压，涟波电流大的电容，小电容多个并联好于单个大电容的。 

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沙发
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 09:27 | 只看该作者
本帖最后由 SunMan丶 于 2021-12-10 09:28 编辑
king5555 发表于 2021-12-10 08:18
有个求电容的公式，我忘了。自查。考虑电容有內阻，我忘了，得查，宜并联三颗以上，等于一颗承受11A以下峯 ...

谢谢K5大神的解答，你的意思是由于电容容量过小导致的吗？因为板子空间有限，只能用一颗电容，单个电容的容量可以提高。是否有其他方案呢？比如说电容用高频低阻，改变PWM的频率。

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板凳
yxu2018| | 2021-12-10 10:24 | 只看该作者
运行一段时间出现C1鼓包、爆炸的情况，
说明C1处于大电流高速充放电状态，温度过高导致损坏。
正向思维是，增加成本，提高电容的性能，
逆向思维是可以适当减小电容容量，来降低电容故障。

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地板
lornheart| | 2021-12-10 14:03 | 只看该作者
是不是用的高频低阻的电解电容？

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5楼
lornheart| | 2021-12-10 14:04 | 只看该作者
需要用高频低阻的电解电容

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6楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 14:06 | 只看该作者
king5555 发表于 2021-12-10 09:59
低內阻、高纹波的电解电容。用一颗只能电容量越大越好，无论一颗或多颗电容其电源供应器得能承受的住，代 ...

好的，明白了，谢谢！

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7楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 14:08 | 只看该作者
yxu2018 发表于 2021-12-10 10:24
运行一段时间出现C1鼓包、爆炸的情况，
说明C1处于大电流高速充放电状态，温度过高导致损坏。
正向思维是， ...

还是从电容性能着手吧，谢谢解答！

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8楼
coody| | 2021-12-10 14:12 | 只看该作者
普通电解电容在20KHz时ESR太大，发热严重，并联一个47uF的陶瓷电容吧，或者换可以工作于高频的电解电容。

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9楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 14:30 | 只看该作者
lornheart 发表于 2021-12-10 14:04
需要用高频低阻的电解电容

不是高频低阻的，也准备打样高频低阻的电容回来做下可靠性测试

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10楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 14:34 | 只看该作者
coody 发表于 2021-12-10 14:12
普通电解电容在20KHz时ESR太大，发热严重，并联一个47uF的陶瓷电容吧，或者换可以工作于高频的电解电容。 ...

用数字电桥测试了这颗电容10KHz频率下的阻抗有80mΩ左右，更高的频率仪器还测不了

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11楼
fxyc87| | 2021-12-10 16:27 | 只看该作者
你需 要知道电机在刹车时，相当于一个发电机，这时候如果检测到电压高于30V则将某开关打开，放一点，即刹车电阻，一般伺服电机或者惯量比较大的电机都需 要配，

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12楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 16:50 | 只看该作者
caosix 发表于 2021-12-10 15:54
电源 脉冲能量 太强，直接在 C1 并联 0.47uF 的 涤纶电容 之类，总之 高频性能 优良的 电容。 ...

谢谢解答，你的意思是电解电容不做改变，只需增加一颗或多颗0.47UF的高频电容就能解决问题么？另外，是电源的脉冲还是电机高速开关产生的脉冲导致呢

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13楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 18:43 | 只看该作者
fxyc87 发表于 2021-12-10 16:27
你需 要知道电机在刹车时，相当于一个发电机，这时候如果检测到电压高于30V则将某开关打开，放一点，即刹车 ...

刹车电阻体积有点大啊，还需要增加制动单元，主要作用是保护电源吧。

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14楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-10 18:45 | 只看该作者
caosix 发表于 2021-12-10 17:03
多半是 马达的 PWM 脉冲能量 哦 。

好的，明白

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15楼
Siderlee| | 2021-12-11 11:02 | 只看该作者
纹波
ESR
温升  

电解电容在这样的场合都需要考虑，因为ESR实在太大了

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16楼
xch| | 2021-12-11 23:12 | 只看该作者
PWM频率太低，电机电枢自感没法滤除大部分脉动电流分量。使用的电解电容器不是开关电源用的超低ESR品种，不适合工作在大脉动电流情况，所以发热炸了。

建议提高PWM驱动频率，使用专业驱动IC 来驱动MOSFET。并且去掉电机两端并联的电容。C1 换成多个瓷介电容。


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17楼
chineseboyzxy| | 2021-12-13 11:44 | 只看该作者
10A的负载你用220的电容？我们一个2G的手机模块都上4700的电容。

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18楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-13 13:30 | 只看该作者
xch 发表于 2021-12-11 23:12
PWM频率太低，电机电枢自感没法滤除大部分脉动电流分量。使用的电解电容器不是开关电源用的超低ESR品种，不 ...

谢谢解答，另外请教下：
1. PWM频率现在是20K，我们一般都是10-30KHz，更高的频率是不是会导致电机的EMC问题？
2. 瓷片电容的容量一般都不够大呢，多个并联后的容量一般选择多少合适？容量小了是不是也会影响电机性能呢？

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19楼
xch| | 2021-12-13 15:37 | 只看该作者
SunMan丶 发表于 2021-12-13 13:30
谢谢解答，另外请教下：
1. PWM频率现在是20K，我们一般都是10-30KHz，更高的频率是不是会导致电机的EMC ...

1，我用到250KHZ驱动电机，可以通过FCC。电机本身一般是金属壳屏蔽了，没有啥辐射。注意外部导线会辐射。
2，需要滤除的的是高频。瓷介有优势。0805 封装的10μ/50V 3A 高频温升才10°C。如果驱动频率200KHZ，20μ（10μ x2）瓷介对基波交流阻抗也就0.04Ω。电机性能与电容几乎无关。电机上直接并联电容会引入巨大的脉冲高频电流。所以必须去掉。

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20楼
SunMan丶|  楼主 | 2021-12-13 18:07 | 只看该作者
xch 发表于 2021-12-13 15:37
1，我用到250KHZ驱动电机，可以通过FCC。电机本身一般是金属壳屏蔽了，没有啥辐射。注意外部导线会辐射。 ...

好的，谢谢回复，目前准备做几种方案的可靠性测试。
1.电解电容用高频低阻
2.用多个NP0材质的陶瓷电容
3.取消电机并联的小电容+以上两种方案，分别测试
等明年可靠性测试做完（公司现有测试计划已排满），跟大家汇报一下结果。

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