PWM 控制直流有刷电机驱动波形疑问求解？

只看该作者 · 2014-11-22 17:39

本帖最后由 luochangqing112 于 2014-11-22 17:54 编辑

如图

电源电压24V，mos的源极接电机，电机为直流有刷，正常工作时的电流为150A。电机两端反并了40A的肖特基4个。Mos两端并联了RC吸收回路，电阻10欧，电容0.1uf。

Pwm调速，频率为50HZ，驱动电压为13V，mos管导通时VCC电压为37V，0.25占空比时VGS波形如图

带纯线圈电感，电流160A时，测得波形没有下面红色部分这样的负压出现。

疑问

1、图中红色部分出现的负压对mos管的关断影响大不大？

2、测得红色部分负压为时mos栅极为电压为0时，源极电压不不为0所导致。是什么因素导致关断时源极电压还有8V左右，是RC吸收不够，还是因为我pwm频率低，在关断时，电机由于惯性并没有停止还在转动，在这段时间内电机是不是变成发电机造成？

3万 · 2014-11-22 20:44

1、耐压够的话应该没啥问题；
有条件的话，可以加稳压管看看；
2、电机惯性转动很正常啊；
要想快速停止，就要考虑刹车或反转制动；

只看该作者 · 2014-11-22 20:50

mmuuss586 发表于 2014-11-22 20:44
1、耐压够的话应该没啥问题；
有条件的话，可以加稳压管看看；
2、电机惯性转动很正常啊；

谢谢，耐压应该是够的mos管VDS耐压值75V，VGS+-20V。我现在是不需要消除电机的惯性。是想弄清楚，mos管关闭后，VGS怎么变成负电压了，也就是mos管的源极在mos管关断后，还有好几伏的电压，且随着占空比的提高，这个电压的幅值变大。

3万 · 2014-11-23 10:13

luochangqing112 发表于 2014-11-22 20:50
谢谢，耐压应该是够的mos管VDS耐压值75V，VGS+-20V。我现在是不需要消除电机的惯性。是想弄清楚，mos管关 ...

负压是，电机2端的反向电动势引起的；
你可以测试下，加不加续流二极管，反向电动势是差异很大的；
用示波器看过后，你估计就能理解了；

3万 · 2014-11-23 10:13

luochangqing112 发表于 2014-11-22 20:50
谢谢，耐压应该是够的mos管VDS耐压值75V，VGS+-20V。我现在是不需要消除电机的惯性。是想弄清楚，mos管关 ...

你接个电阻性负载，估计就没有这种影响了；

只看该作者 · 2014-11-23 10:53

本帖最后由 luochangqing112 于 2014-11-23 10:57 编辑

mmuuss586 发表于 2014-11-23 10:13
你接个电阻性负载，估计就没有这种影响了；

续流二极管肯定是要加的，不加mos直接就挂了。阻性负载是没有这样的情况的。
我在分别接有刷直流电机和单纯的线圈负载时，测得mos源极在mos断开时对地的电压是不同的，接有刷直流电机负载，mos断开的时候，比较长一段时间内，源极电压是为正的。
接线圈负载时，mos断开的时候，源极电压是为负的，且时间很短。
是不是接线圈负载时，断开的瞬间，线圈保持原来的电流方向不变，自感产生的负压；而接电机负载时，断电后，也存在自感产生的负压，但时间很短，随后电机由于惯性旋转而切割磁感线，产生的正向电压，在断开的时候相当于发电机了？不知道我这样理解对不对？

只看该作者 · 2014-11-23 10:55

king5555 发表于 2014-11-23 10:46
电机要串联于汲极不要接于源极。

接于漏极肯定是最好的，不会存在这么多问题，但是要求是接源极，就只能这样了。

只看该作者 · 2014-11-23 16:13

时间很短的话，可能是电感电流的释放，
另直流电动机本来就是一种发电机

1万 · 2014-11-23 16:16

原理图需要修改

3万 · 2014-11-23 17:08

luochangqing112 发表于 2014-11-23 10:53
续流二极管肯定是要加的，不加mos直接就挂了。阻性负载是没有这样的情况的。
我在分别接有刷直流电机和单 ...

是发电；

不过你这电路设计的，成本也太高了；
本来一个N通道的管子，输出再加LC滤波；
你可以画个电路仿真下；

只看该作者 · 2014-11-23 17:23

大秦正声发表于 2014-11-23 16:16
原理图需要修改

谢谢，请明示哪些部分需要修改?

只看该作者 · 2014-11-23 17:26

mcu5i51 发表于 2014-11-23 16:13
时间很短的话，可能是电感电流的释放，
另直流电动机本来就是一种发电机 ...

是的，下午看了下maychang老师回的另外一个帖子。直流电机在断电后存在短暂地自感电动势和反电动势。

1万 · 2014-11-23 17:27

luochangqing112 发表于 2014-11-23 17:23
谢谢，请明示哪些部分需要修改?

电机放在漏极好！另外把pwm频率提高到1khz以上测试！

只看该作者 · 2014-11-23 17:32

mmuuss586 发表于 2014-11-23 17:08
是发电；

不过你这电路设计的，成本也太高了；

谢谢，你指的成本太高是指哪一块设计的比较冗余，或者有更好的方式实现。
还有一个疑问望指点，对于电机的反电动势，对于我上面的原理图它的回路是怎么样的？或者反电动势是怎么消耗的？

只看该作者 · 2014-11-23 17:35

大秦正声发表于 2014-11-23 17:27
电机放在漏极好！另外把pwm频率提高到1khz以上测试！

我也知道电机放在漏极是最好的，但是客户要求电机的一端必须接地，所以就只能接到源极了。对于电机调速是不是对频率也有要求，我怕频率太高，mos开关损耗大。

3万 · 2014-11-23 17:36

luochangqing112 发表于 2014-11-23 17:32
谢谢，你指的成本太高是指哪一块设计的比较冗余，或者有更好的方式实现。
还有一个疑问望指点，对于电机 ...

反电动势，可以看做是反向的电压，既然你下面接地了，要输出反向的电压，那么上面就是负的电压，也就会出现你上面的测试波形；

回路，就是通过二极管消耗；
要消耗的快，最好选择快恢复二极管，比如FR107；
忘了问了，你的电机多少W的？？？
我以前做医疗控制的的时候，电机比较大，能带动200KG左右，用的直流电机驱动芯片（输出加了滤波，共模电感，电容等）；

3万 · 2014-11-23 17:39

luochangqing112 发表于 2014-11-23 17:35
我也知道电机放在漏极是最好的，但是客户要求电机的一端必须接地，所以就只能接到源极了。对于电机调速是 ...

你通过PWM调速的话，频率10K到20K间比较合适；
另外你这样还增加了1路额外的电源；

你上电的瞬间，可能MOS还是导通的；

只看该作者 · 2014-11-23 17:43

mmuuss586 发表于 2014-11-23 17:36
反电动势，可以看做是反向的电压，既然你下面接地了，要输出反向的电压，那么上面就是负的电压，也就会出 ...

我理解的是，断开的时候自感电动势是短暂的，mos的源极为负，回路是地--续流二极管---mos的源极。但是反电动势的时候源极的电压是正的。这个时候的回路不可能还是续流二极管吧。我续流二极管是选用的4个40A的肖特基耐压值100V。电机的功率是7.5kw

3万 · 2014-11-23 17:47

luochangqing112 发表于 2014-11-23 17:43
我理解的是，断开的时候自感电动势是短暂的，mos的源极为负，回路是地--续流二极管---mos的源极。但是反 ...

那电流是300A吗？？？
是的话，你的管子功率明显不够啊；

只看该作者 · 2014-11-23 17:49

mmuuss586 发表于 2014-11-23 17:39
你通过PWM调速的话，频率10K到20K间比较合适；
另外你这样还增加了1路额外的电源；

你说的对，这个电路时在上电的瞬间mos会有误动作，所以后来在pwm哪里另外在加了一个三极管反相。用下拉电阻拉低，防止单片机上电稳定之前mos误动作。电机一端必须接地的话，用N沟道的管子，必须要一路比系统电源高的电源，电路也麻烦很多。

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