本帖最后由 zhao133 于 2024-5-31 14:51 编辑
昨天有个朋友找我咨询电机驱动器的事情，他的方案大概如下：主控芯片选用极海的APM32F035C8T6，电机类型：带传感无刷电机，最大输出功率80W，工作电压24~48VDC，电机控制方式带传感FOC，他向我请教了很多驱动器设计的问题：电源保护、电流采样、功率器件等。这些问题还比较有代表性的。我也借这个机会给有兴趣的朋友分享一下我对这方面的设计要点和知识。今天首先给大家分享一下电源保护方面的知识。
1、电源反接保护设计，我们可以考虑两种方式：1、选用二极管，利用二极管具有单向导通特点，此方案电路实现简单，几乎可以满足所有电压场合使用。缺点：过电流能力不强，一般用在功率不大的场合里，比如人机界面等不涉及大功率控制的应用；2、MOS管，根据MOS管导通原理Vgs大于开启电压即可导通，利用MOS管过电流能力强的特点，可以在很多较大功率场合上使用。缺点：MOS需要在一定电压范围内才能导通，不同导通电压MOS的过电流能力有差异，实现起来比二极管方案稍微复杂一点。
2、保护器件选择，选择之前先要了解一下，为什么需要增加保护器件，或者需要做怎样的保护。在某些环境、场合会有一些高压脉冲、浪涌等非正常信号对我们的控制板造成一定的冲击和影响。浪涌是因为控制器存在大电容，当上电瞬间时，控制器电容两端相当于短路，瞬间的大电流可能造成控制器的限流保险丝、PCB铜皮损坏，并且还有可能触发过流保护的误判断。解决方案：增加浪涌吸收电路。可以参考下图，其中继电器是电子开关。当然也可以换成用MOS。但是两者还是有区别的，使用时需注意，继电器线圈和触点是隔离的，可以通交流，也可以通直流。MOS管只能用在直流控制上，并且MOS管三个信号是非隔离的，如需隔离需增加光耦等器件。
压敏电阻、高压气体放电管（防雷 管）、TVS管这类器件我们经常会在电源电路上使用。其中压敏电阻使用的场合和频率最多。这些保护器件怎样工作，怎样选型呢。当保护器件两端电压大于他们的额定电压时，保护器件两端短路导通，从而吸收尖峰能量。压敏电阻、防雷 管更多用在电源输入场合，压敏电阻只能接受一次雷劈（一般家电内压敏电阻耐受功率都比较小），防雷 管可以多次重复。压敏电阻参数"14D561K"其中"14D”表示压敏电阻直径，直径越大，承受的能量越大，"561K"表示压敏电阻触发电压为560V，压敏电阻、防雷 管的功率大小需要根据我们实际使用环境所要吸收的尖峰能量有关系，在我们室内环境使用，此尖峰能量很小，电源类的保护器件不需要选择大功率规格书，常用7~14D即可，但是在室外环境时就有所不一样了，比如动车、具有顶充功能的大巴车，像这种应用可面临直接与雷电接触的可能性。雷电的能量巨大若保护器件无法把能量全部吸收，将会对整个用电设备造成不可逆的损坏。因此，在这种场合里使用的压敏电阻都是具有很强大的能量吸收能力。
3、TVS管，TVS管工作原理跟压敏电阻、防雷 管工作原理类似，使用场合有所区别。TVS管我们用在信号处理上较多，比如通信、高速信号等小信号上。至于参数选择需根据该信号的电平特点选取合适保护电压，比如CAN总线TVS管选5V，RS485总线选6.8V或者7.4V等，电压选取比额定电压略高1~2V即可，当选取电压高出信号额定电压较多时，控制板做群脉冲测试时，容易出现控制器复位现象。
以上是我对这类器件使用的经验总结，如果有描述不对的地方，请指出，大家一起学习进步。
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