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[参考译文] DRV8323R:使用 DRV8323RS 停止 BLDC 电机时具有高反电动势电压(单 PWM 模式)

Guru**** 2826755 points
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/1623721/drv8323r-high-back-emf-voltage-when-stopping-bldc-motor-using-drv8323rs-single-pwm-mode

器件型号: DRV8323R

您好:

我们使用的是 DRV8323RS 最简单的方法之一 单 PWM 模式 24V 电源

当电机停止时、我们会观察到 A 高反电动势电压尖峰 过载问题。 在某些情况下、这会导致 用于进入错误或保护状态的电源 。 根据我们的观察、我们怀疑这个问题是由引起的 电机停止期间产生的反电动势

为了缓解这种情况、我们添加了 24V 输入线路上的空闲/阻断二极管 以防止反电动势反馈回电源。 然而、在实施此更改后、我们观察到了 电机停止时、电源线上的电解电容器会损坏

请您提出建议 电机停止期间处理反电动势能量的理想方法 产生噪声呢? 有关的任何建议 硬件保护技术或电路修改 非常感谢。

谢谢你。

此致、
Imran

  • 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、Imran:

    有几种方法可帮助减少制动条件下 BEMF 尖峰导致的损坏。

    1.您添加的二极管是允许 BEMF 尖峰电压耗散的常用方法。 使用这些二极管时、务必选择合适的击穿(或触发)电压、让二极管开始导通。 您希望它能够在元件损坏之前触发、但在正常运行期间也不会触发。

    2.为了减少尖峰,可以在电源输入线上增加额外的电容。 此外、对于现有电容器、电容器的额定电压对于系统而言足够高非常重要。 通常、我们建议在典型运行期间将节点上看到的电压提高 2 倍。  

    我怀疑您的电容器的额定电压非常低、因此您在制动过程中会看到一些损坏。 您可能需要额定电压更高的元件。

    3.如果这些更简单的方法不起作用,第三种选择就是要有一个更主动的制动斩波器电路。 这包括另一个 MOSFET、该 MOSFET 将 在制动条件下导通、这将有助于消散额外的电荷。 如果更多的无源方法不适合您、您可以研究制动斩波器电路、找到一个更适合您的系统的电路。

    谢谢、

    Joseph

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    感谢 Joseph 的答复。

    我们尝试使用 BRAKE 引脚和 DRV 的异步模式来抑制反电动势。 在加速和减速过程中、我们以异步模式操作驱动器。 一旦电机达到稳态运行、我们就会通过 SPI 切换到同步模式。 当命令电机停止时、我们将制动引脚置为有效。

    在实现该逻辑之前、我们观察到 24V 系统中大约 60–70V 的反电动势电平。

    您能告诉我们、这种方法是否存在任何潜在问题、或者这个逻辑是否可用于工业应用?

  • 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、Imran:

    您的测试结果是什么? 您提到在实施之前、您看到了 60V-70V 的尖峰。  

    在 BRAKE 引脚和异步实现后、观察到的尖峰电平是多少? 我需要查看尖峰电平以确定这是否可以在您的应用中使用。  

    你在我的初步答复中有否考虑落实任何建议?  

    谢谢、

    Joseph

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    您好 Joseph、

    感谢您的答复。 请在下面找到说明和我们的意见。

    为了在电源输入端实现反向电流保护和其他安全功能、我们使用 TI_LM74912QRGERQ1 理想二极管控制器

    观察结果

    1. 加速/减速(异步模式)
      在加速和减速期间以异步模式运行驱动器时、我们不会在电源线上观察到任何明显的反电动势。 之前、在同步模式下执行减速时、我们看到的峰值范围为 70–80 V 在 A 上 24 V 系统
    2. 正常运行条件
      在稳态运行期间、为了提高效率、我们切换到同步模式、在正常负载条件下、不会在直流母线上观察到任何与反电动势相关的电压上升。
    3. 外部强制加速(再生状态)
      当对电机施加外力(即负载驱动电机)时、我们观察到直流母线电压上升约为 40V 至 45V 而损坏。
      我们通过在电机运行期间应用制动来管理此问题。 控制逻辑如下所示:
      • 当命令的 PWM 低于前一个 PWM 值时、我们不会逐渐减小 PWM、而是将 BRAKE 引脚置为有效。
      • 会施加制动、直到通过 DRV 测量/估算的电机转速 (RPM) 与基准 RPM 匹配。
      • 速度匹配后、将恢复正常控制。

    问题

    1. 从驾驶员和系统可靠性的角度来看、这种在外部强制加速或命令减速期间施加制动的方法是否是推荐的安全方法?
    2. 之间经常切换是可以接受的 电机运行时通过 SPI 实现同步和异步模式 或者是否存在任何已知问题(例如功率级应力,时序限制或模式切换的建议限制)?

    我们尚未添加基于硬件的额外能量耗散(例如 TVS 二极管或制动电阻)、因此希望首先验证这种基于控制的缓解措施是否足够、或者是否仍然建议针对工业应用提供硬件保护。

    期待您的指导。

    此致、
    Imran

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    您好、Imran:

    1、这在安全性/可靠性方面很好。 间歇性制动策略是否会导致“断断续续“的操作、或电机突然运动?

    2.从 DRV 器件的角度来看、我没有看到同步操作与异步操作的实现有任何问题。 从系统级角度来看、只需确保热管理良好、并且这种通过 FET 体二极管的传导不会导致系统出现热过应力。 您可以进行测试、以便在长时间的这些工作条件下监测终端的温度

    谢谢、

    Joseph