Przepraszam, jeśli to pytanie jest trochę długie, ale pomyślałem, że rozważne jest przedyskutowanie najnowocześniejszego stanu wiedzy przed zadaniem pytania.
KWESTIA
Kiedy używałem mostka H do napędzania dwukierunkowej cewki silnika itp., Zawsze miałem obawy dotyczące najlepszego sposobu radzenia sobie z prądem powrotnym.
CLASSIC FLY-BACK
Klasycznie widzimy następujący obwód, w którym diody powrotne na przełącznikach mostkowych umożliwiają ponowne skierowanie prądu napędu, pokazanego na zielono, do zasilacza (pokazanego na czerwono).
Jednak zawsze miałem poważne obawy dotyczące tej metody, szczególnie tego, w jaki sposób to nagłe odwrócenie prądu w linii zasilającej wpływa na regulator napięcia i napięcie na C1.
RECYRKULACJA Z POWROTEM
Alternatywą dla klasyki jest użycie recyrkulacji fly-back. Ta metoda wyłącza tylko jedną z par przełączników (niska lub wysoka). W tym przypadku czerwony prąd krąży tylko w obrębie mostka i rozprasza się w diodzie i mosfecie.
Oczywiście ta metoda usuwa problemy z zasilaczem, jednak wymaga bardziej złożonego systemu sterowania.
W tej metodzie zanik prądu jest znacznie wolniejszy, ponieważ napięcie przykładane na cewkę to po prostu spadek diody + IR na mosfecie. Jako takie, jest O DUŻO lepsze rozwiązanie w porównaniu z klasyczną metodą przy użyciu PWM do regulacji prądu w cewce. Jednak do gaszenia prądu przed odwróceniem kierunek jest powolny i zrzuca całą energię w cewce jako ciepło w diodzie i mosfecie.
ZENER BYPASS
Widziałem także zmodyfikowaną klasyczną metodę cofania w celu odizolowania zasilania i użycia obejścia Zenera, jak pokazano tutaj. Zener został wybrany jako napięcie znacznie wyższe niż szyna zasilająca, ale margines bezpieczeństwa mniejszy niż jakiekolwiek maksymalne napięcie mostka. Kiedy mostek jest zamknięty, napięcie powrotne jest ograniczone do tego napięcia Zenera, a prąd recyrkulacji jest blokowany przed powrotem do zasilania przez D1.
Ta metoda usuwa problemy z zasilaczem i NIE wymaga bardziej złożonego systemu sterowania. Szybciej gaśnie prąd, ponieważ przykłada większe napięcie wsteczne na cewkę. Niestety cierpi z tego powodu, że prawie cała energia cewki jest zrzucana jako ciepło w Zenera. Ten ostatni musi zatem mieć dość wysoką moc. Ponieważ prąd jest przerywany szybciej, metoda ta jest niepożądana w przypadku kontroli prądu PWM.
BYPASS ZENER RECYKLINGU ENERGII
Odniosłem znaczny sukces dzięki tej metodzie.
Ta metoda modyfikuje klasyczną metodę fly-back, aby ponownie odizolować zasilanie za pomocą D3, jednak zamiast tylko Zenera dodaje się duży kondensator. Zener odgrywa teraz rolę tylko w zapobieganiu przekroczenia napięcia na kondensatorze powyżej napięcia znamionowego na mostku.
Kiedy most się zamyka, prąd powrotny jest wykorzystywany do dodawania ładunku do kondensatora, który normalnie jest ładowany do poziomu zasilania. Gdy kondensator ładuje się powyżej napięcia szyny, prąd zanika w cewce, a napięcie na kondensatorze może osiągnąć tylko przewidywalny poziom. Przy prawidłowym zaprojektowaniu Zenera nigdy nie powinien się włączać lub włączać tylko wtedy, gdy prąd jest niski.
Wzrost napięcia na kondensatorze szybciej gaśnie prąd cewki.
Gdy prąd przestaje płynąć, ładunek, a energia znajdująca się w cewce, zostaje uwięziona na kondensatorze.
Następnym razem, gdy most zostanie włączony, będzie na nim napięcie większe niż szyna. Powoduje to szybsze ładowanie cewki i ponowne zastosowanie zmagazynowanej energii z powrotem do cewki.
Wykorzystałem ten obwód w sterowniku silnika krokowego, który zaprojektowałem raz i stwierdziłem, że znacznie poprawił on moment obrotowy przy wysokich prędkościach skokowych i w rzeczywistości pozwolił mi znacznie szybciej napędzać silnik.
Ta metoda usuwa problemy z zasilaczem, NIE wymaga bardziej złożonego systemu sterowania i nie zrzuca dużej ilości energii jak ciepło.
Prawdopodobnie nadal nie nadaje się do kontroli prądu PWM.
POŁĄCZENIE
Mam wrażenie, że kombinacja metod może być rozsądna, jeśli oprócz komutacji fazowej stosuje się kontrolę prądu PWM. Korzystanie z metody recyrkulacji części PWM i być może odzyskiwanie energii przez przełącznik faz jest prawdopodobnie najlepszym wyborem.
Więc jakie jest moje pytanie?
Powyższe metody są mi znane.
Czy są jakieś lepsze techniki radzenia sobie z prądem zwrotnym i energią podczas napędzania cewki za pomocą mostka H?
