本帖最后由 zhao133 于 2025-3-27 17:47 编辑
在我们日常生活里，会涉及到很多电机控制的应用，比如洗衣机，手持电动工具、两轮车、水泵等，这类电机控制器有些使用电池供电，有些使用开关电源或者AC220V供电。作为一名国产工程师，我们最喜欢做的事情就是拆解别人做的产品，研究别人做的产品。大家拆解过程中，有没有发现一个规律，电机控制器的直流母线上都会背负着大电容，并且功率越大，直流母线上的电解电容容量越大。
对于小白工程师而言，驱动板上的电容与功率到底有和关系，该如何选择电容的参数呢？下面我给大家举例子一起来探讨这个问题：
项目需求:设计一个AC220V供电，500W的电机无刷电机驱动器
我们接收到这样的设计需求之后，可以把方案按照模块拆分，比如电源部分，选用PI的BUCK电源，主控芯片选用Geehy的F035，功率管选用ST的IGBT等（在这里也不作太过详细的介绍，后面我会找个时间专门发帖给大家分享项目如何从零开始设计）。大致方案确定后，我们现在进入正题：母线电容如何选型？
1、电容的耐压，AC220经过桥堆整流后得到的直流母线电压为：220V*1.414=310V，说明了，我们给电机功率管供电电压应该在310V电压附近（实际上我们设计产品会说明输入电压为AC220V+/-20%），即最终产品的直流母线电压最高可能达到265V*1.414=375V，因此我们电容应选择耐压不低于375V的电解电容，大于375V耐压的电容规格有400V，450V，560V等，考虑到成本及尺寸因数，最终选择400V或者450V耐压。
2、电解电容容量确定，我们设计开关电源会这么考虑电容容量：电源输出1mA电流需选用1uF容量的电容。关于母线电容的计算公式，百度一下我们是可以找到很多说法。其实我设计电机控制器这么多年，从来没有用过这些公式计算确定电容的容量大小，因为我觉得这些公式算出来的电容并不是最佳。
那么，当我们实际产品电容参数选择不对会有什么后果或影响呢，如果耐压选择偏低，有可能会出现电容过压导致电容被击穿，当电容容量偏大，对电路的性能不会造成影响，只是占用了更多的PCB空间，当电容容量偏小时，电机工作时会不断给电容充放电，电容会发电严重，容量越小，电容两端电压波动越大，最终电容可能出现寿命减小、过压击穿等风险。 只要电容的容量足够大，母线电压会接近于直线。
这次的分享就到这里，欢迎大家一起补充完善。
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