直流电机学习（2）

xutong

直流电机学习（2） [复制链接]

直流电机学习（2）

上一篇讲到Back EMF（反向电动势），反向电动势是因为电机的线圈切割磁感线产生的感应电压。这个电压和电机的旋转速度成正比。在电机还没有启动时候反向电动势很小，电机的启动电流会很大，电机启动完成有一定转速后Back EMF就大了，所以电流就小了。

正常运行情况下Back EMF不会超过VM的输入电压，当电机的转子受到外力时候电机就有可能会对VM放电，则有可能造成系统的故障。所以做测试时候可能需要考虑到。

我们对电机调速时候通常使用PWM对电机进行调速，那么怎么样的PWM对电机来说是合适的，PWM的频率到底影响了什么？

人耳的能听到的频率20Hz～20KHz之间，随着年龄的增长听力会有所衰减，如果开关频率非常低人耳可能会听到这个频率，而且电机抖动会比较大，像是断续导通模式的电源，启动～关闭～启动～关闭，如果是PWM频率比较高，那人耳就不太容易听到并且电机会比较丝滑，可以在 视频软件上找个听力测试（各种频率）看看自己能听到多少Khz的声音。

但开关频率也不是越高越好，拿H桥举例，如下图1所示。

图1:H桥驱动电路

更高的开关速度也就是意味着驱动MOSFET需要更快，那么对驱动器会有更高的要求，例如驱动电流更大，MOSFET的Qg更小。我们可以找个电机驱动器看看他的PWM输入参数是怎么样？

看DR703的参数如何，我们看看他的IDRIVER能力，如下图2所示。

图2：DR703的IDRIVER SINK能力

从DR703的手册可以知道，IDRIVE的最大输出电流约等于430mA，根据库仑的计算是1A在1S内传递的电荷称为1库仑。

通常MOS管的Qg是nC的级别假设为43nC，那么上升时间等于 C/A=t 等于100nS。如下图3所示。

公式1：启动时间

根据这个式子我们就可知道他的大概极限是在哪里，假设PWM频率是100KHz那么就是10uS,花在启动时间上面是100nS=0.1uS就是这一段时间工作在线性区间损耗会比较大。如果上升时间和下降时间是一样的话，那就是0.2uS，假设是50%占空比就是0.2/5=4%的时间工作在线性区间，占空比越小相对损耗也就越大。如果开关频率下来了，比如是50KHz或者更低20Khz开通损耗的比例立马就小了。实际上MOSFET的Qg可能会更大所以在比较高频开关的时候MOSFET的开关损耗可能会更多。

除了这个，还需要注意的是上管的驱动是电荷泵提供的能量，所以开关速度越高对电荷泵的考验也就越大。具体怎么样还是要参考电机驱动的手册，内部基本包含了计算。

除此以外，PWM频率提高还可以减小输入电容的体积，下一篇我们来聊聊怎么选电机的输入电容以及电机驱动的布线。

okhxyyo

cool。。。最近你在研究电机了呀~~多来分享呀，咱们年后可以看看能不能整电机方面的活动呀

xutong

okhxyyo 发表于 2024-1-5 09:31 cool。。。最近你在研究电机了呀~~多来分享呀，咱们年后可以看看能不能整电机方面的活动呀

嘿嘿 一直有在分享

fxyc87

学习，期待下一往篇