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[参考译文] LMG2100R044:关于 TIDA-010936 直流链路电容器大小调整和再生能量处理的问题

Guru**** 2768935 points

Other Parts Discussed in Thread: TIDA-010936

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1612029/lmg2100r044-question-on-dc-link-capacitor-sizing-and-regenerative-energy-handling-in-tida-010936

部件号: LMG2100R044
Thread 中讨论的其他器件: TIDA-010936

尊敬的 TI 工程师:

我们正在查看 TIDA-010936 参考设计、以便更好地了解有关直流链路 (Vbus) 电容器的设计假设以及如何考虑再生能量。

1.确定直流链路电容器大小(参考设计/硬件角度)

在 TIDA-010936 中、Vbus 上的直流链路电容器以六个并联 10 µF 陶瓷电容器(总标称 60 µF) 的)的形式实现。

您能否说明选择该值背后的设计原理?

具体来说、从硬件和参考设计的角度来看、该电容是根据以下因素确定的:

允许的直流链路纹波 电压、开关频率或电机相电流、 还是主要用作评估和演示的代表性值、而不是系统级能量缓冲要求?

2.再生能源处理假设

首先、从参考设计/硬件的角度来看、TIDA-010936 本身预计会如何处理反向扭矩或再生运行期间产生的能量?

此外、从系统级角度来看、对于类人机器人或机器人联合应用中使用的实际电机驱动器、您能否评论一下目前通常如何考虑再生能源处理?

我们特别关注当前的行业趋势或最佳实践、例如:

电池回馈、 使用制动电阻器或有源钳位电路、或者协调直流链路电容和系统级受控再生。

为了更好地了解 TIDA-010936 中使用的假设与实际机器人系统中通常采用的假设有何不同。

非常感谢您的支持。

此致、

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好:

    1)  直流链路电容器大小调整(参考设计/硬件角度)-是的、正如您所提到的、我们根据选择电容器大小

    a.允许的直流电压纹波(如较大的电容)有助于实现较小的电压纹波。

    b.开关频率、因为随着 FET 的开关时间随着频率的增加而缩短、电容器所需的电荷量变小、因此使用更高的 PWM 开关频率可以降低所需的总线电容值。

    C.电容降额、因为我们需要确保在工作电压电平下、电容的降额值足以将电压纹波限制在允许的范围内。

    d.成本和面积受限、因为随着电容值的增加、其尺寸和成本也会增加。

    我们选择在上述因素之间进行权衡、以选择直流母线处的理想电容值、此处选择了 60uF。

    至于放置 6 个 10uF 电容器而不是单个 60uF 大电容器、目标是降低电容器的有效 ESR(等效串联电阻)、因为 6 个电容器的 ESR 是并联的、因此有效 ESR 减小了 6 倍。

    之所以使用陶瓷电容器而不是电解电容器、是因为陶瓷电容器的尺寸更小 、更稳定和耐用、但代价是电容值有限。 但测试表明、对于相同的陶瓷电容器和电解电容器值、在较高频率下、直流总线电压纹波相似。 因此、我们选择陶瓷电容器。

    2) 再生能量处理假设 — 由于我们的参考设计是针对 48V 输入、因此通常使用电池来提供输入。 在这种情况下、当存在反向扭矩或再生运行时、半桥逆变器是双向的、充当升压转换器、将电力反馈给电池。 因此、我们不需要任何额外的再生能量处理、因为已经有电池反馈。

    不过、是使用 AC/DC 电源作为输入,我们将需要额外的元件来进行再生能量处理 — 实现双向直流/直流转换器来将此能量节省到特定电池中是一种可实现高系统效率的解决方案。 如果效率不是主要问题、那么对于更简单的设计、我们可以使用简单的放电电阻器来安全地对直流总线电容器放电、以避免对系统造成任何威胁。

    此致、

    Shruti

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Shruti、

    感谢您的详细说明。
    直流链路电容器的大小调整和再生能量处理假设很明确、对我们来说是合理的。

    这有助于使我们的系统假设与参考设计保持一致。
    谢谢你。

    此致、