magic_sex5 BLDC开发札记8.过流保护与电流采样重点
发布日期:2025-07-05 11:47    点击次数:142

magic_sex5 BLDC开发札记8.过流保护与电流采样重点

过流保护#

精深运转之后magic_sex5,表面上电机反电动势等于电源电压,电机绕组上的电压等于电源电压减去反电动势等于零,然而由于存在铁损,铜损和摩擦等,反电动势不等于电源电压,是以绕组上的电压不等于零,有压降。

相电流景象:

驱动起步时候,磁场莫得切割,莫得有反电动势,电机很是于一个电感,相电流大,一般为额定电流的3-5倍。 精深运转后,磁场被切割,有反电动势,相电流小

电机电流不成太大,类比电感敷裕后,在磁滞回线上磁导率变小,电感变小,电流倏得增大,可能舍弃元器件;而电机电枢励磁太大,转子的磁钢就会退磁,以致恒久消磁,电机就不成用了。

电机退磁,电机输出功率下跌(一部分调治为热量),电机效果变小,在交流的负载下,就需要更大的输入功率。而输入功率加多,导致退磁和发烧愈加严重,最终电机损坏。

因此咱们需要监控电机的电流,主若是一个过流保护作用。

单电阻电流采样#

电流收集分为高端采样和低端采样。

探花

高端采样:对电压有条目,在高压所在需要窒碍,资本高

低端采样:无需窒碍,资本低,但细心不成糟塌本来的系统阻抗

三相逆变电路中,在60°电周期内,唯有一个下管导通,另外两个欠亨电流为零。因此咱们不错把三个下桥的电流采样回路进行一个合并。

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采纳需要细心的是,采样电阻阻值不成太大,因为采样电阻阻值太大,压降大,影响了下桥驱动,何况功耗大,资本高。

那么什么时候有电流?

上桥载波为例,不才管洞开时候,以M1-M6洞开为例,又分为

PWM-on时,源是电源,电流流向为M1->U->W->M6->检流电阻->地 PWM-off时,源是绕组,电流流向为W->M6->M2体二极管->U

可见,母女与郎唯有PWM-on时,检流电阻上才有电流,然而相电流在PWM-off时并不为零,仅仅在减小。是以此时检流电阻并不成透顶反馈相电流。

举例:

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检流电阻上电压和电流成线性联系。

BLDC的方波驱动,面容上不需要开导死区。因为死区是在意荆棘桥纵贯,然而两两导通星型三相六景象导通情势,每两个导通相皆存在悬空相,悬空相是下一景象的导通相之一,因此有自然的死区。

当存在死区时,由于6个mosfet一齐关断,是以绕组向电源充电,以U-W为例,电流流向W->M5体二极管->电源->地->检流电阻->M2体二极管->U。然而一般死区时辰很短,不错忽略。

是以,咱们只需要在PWM-ON技巧对电流进行采样,也只可在PWM-ON技巧采样。

单电阻检测的裂缝便是无法全时检测电机电流,然而不错作念过流保护,因为只关注高潮电流有多大,会不会超限。

然而背面作念FOC适度的话,就需要全时监控电流波形。咱们需要明晰。

开关骚扰#

上头分析是理思情况,然而由于mosfet的寄生电容(米勒效应)与回路中电感要素存在,栅极电阻取值问题,波形愈加复杂,在检流电阻高潮沿或下跌沿可能存在回荡忻悦。

举例:

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教授:

一般条目mosfet的平台时辰小于500ns(加大驱动电流和减小栅极电阻),不然管子容易发烧。但不要小于100ns,不然GS波形上会产生振铃忻悦。

这就对ADC采样时辰作念出条目。咱们在测量电流需要避让这个骚扰区,需要知谈骚扰区的时辰和MCU输出PWM驱动信号到mosfet的延时。

系统延时是PWM输入高潮沿到mosfet的GS的平台电压的时辰。大无数电机适度系统在2-3us。

这包含了运放延时,是以也对运放的压摆率作念出条目。

计议占空比小的情况:三电阻采样#

单电阻采样瑕疵,因为只可在PWM-on技巧采样,不成及时反馈相电流,也决定了这种情势不成用于占空比小的情况:骚扰区和高电平时辰不错视团结律的时候,因为只可在PWM-on技巧采样,在系统延时下,PWM-on技巧咱们就避不开骚扰区采样,以致采不到检流电阻上波形。 如果占空比太小需要收集电流,惩处门径便是在每个桥臂加上检流电阻,单独收集每相电流。 举例:

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为什么只加入两个桥臂检流电阻? 因为凭证基尔霍夫电流定律,每个时刻皆存在 I_U+I_V+I_W=0 是以只消知谈其中两个桥臂电流就能知谈另外一个桥臂电流。 以上桥载波,U-V相导通为例:

上桥PWM-on技巧,电流流向为M1->U->V->M4->R38->R40->地,R38和R40串联电流大小和主义相似 上桥PWM-off技巧,电流流向为M4->R38->R37->M2体二极管->U,R37和R38串联电流大小相似,电压主义相背,R38上正下负,R37下正上负。

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这样就不错全时反馈相电流。 诚然这里仅仅按照表面画出来标明真义magic_sex5,本色波形没这样漂亮。

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