Elaborazione della scarica della bobina del motore
D: Perché dobbiamo prestare attenzione allo scarico della bobina quando spegniamo l'alimentazione e il resistore non è necessario?
A: Sappiamo tutti che la conservazione dell'energia significa che l'energia non scompare, ma da una forma all'altra. Quando la corrente attraversa il resistore, l'energia diventa calore e viene dissipata ovunque. Quando la nostra energia elettrica è collegata alla bobina, l'induttore, l'energia elettrica viene convertita in energia magnetica. L'energia del campo magnetico è relativamente facile da convertire automaticamente con l'energia elettrica. Quando spegniamo la corrente, l'energia magnetica immagazzinata nella bobina viene convertita in energia elettrica per compensare il campo elettrico che scompare gradualmente. Dalle prestazioni esterne, la corrente della bobina diminuirà lentamente. Cioè, quello che diciamo di solito: il carico induttivo può mantenere la continuità della corrente. A questo punto, se non solo spegniamo la corrente, ma apriamo il circuito ad un'estremità del carico induttivo, non vedremo solo la continua caduta di corrente, ma vedremo anche il rapido aumento della tensione attraverso l'induttore. Quando questa tensione aumenta in una certa misura, può penetrare nell'aria per formare una scintilla. Questo principio spiega perché il motore a spazzola DC apparirà su Marte durante la sua commutazione. Spiega anche il fenomeno che si possono vedere scintille quando i freni elettrici si rompono nelle nostre vite negli anni '70 e '80.
D: Le scintille sono pericolose, quindi come gestirle?
A: Poiché la causa fondamentale delle scintille è che il carico induttivo manterrà la continuità corrente il più tenace possibile anche nel caso di un circuito aperto. Quindi, manterremo l'accessibilità del circuito come principio base per risolvere il problema. Un metodo semplice e di base è quello di posizionare un diodo su entrambe le estremità dell'induttore. Quando il circuito interrompe il circuito, la tensione sull'induttore aumenta. Quando la tensione sale a un certo livello, il diodo si accende. In tal modo fornisce un percorso per la corrente e l'energia può essere rilasciata in modo sicuro
D: Come viene gestito lo scarico nella bobina del motore con circuito integrato?
Risposta: lo scarico della bobina del motore viene generalmente chiamato DECAY. Lo stesso vale per i diodi applicati sopra menzionati. È possibile collegare il motore come mostrato di seguito
Naturalmente, i circuiti integrati hanno le loro caratteristiche, quindi possiamo ottenere una scarica sicura senza fare affidamento su diodi esterni azionando il circuito. Esistono tre modi: A-SYNCMODE, SYNCMODEFASTDECAY e SYNCMODESLOWDECAY.
La figura seguente mostra il collegamento del circuito quando normalmente azioniamo il motore CC. Il motore realizza la rotazione in avanti o indietro attraverso i quattro tubi MOS della struttura a ponte H. Ora il motore ruota in avanti, mentre i tubi MOS in alto a sinistra e in basso stanno conducendo, e la corrente scorre da sinistra a destra (Figura 4).
A questo punto arrestiamo il motore e dobbiamo elaborare l'energia immagazzinata nella bobina del motore.
Il primo modo è A-SYNCFASTDECAY. Secondo il processo del circuito integrato, un diodo del corpo deve essere integrato nel transistor MOS e collegato tra lo scarico e la sorgente. Trattando i diodi, possiamo sopportare diverse intensità di corrente. Quindi, quando ci fermiamo, se disattiviamo tutti e quattro i MOSFET, la corrente si scaricherà lungo il diodo del corpo.
In questo momento, si verificheranno due fenomeni. Innanzitutto, una tensione negativa sotto terra apparirà sul lato sinistro della bobina del motore. L'ampiezza è la tensione di rottura del diodo, e la tensione sul lato destro della bobina ha una tensione positiva superiore alla tensione di alimentazione. Secondo: l'energia sul diodo viene dissipata come Vdiode × Icoil e il calore è più potente.
Il secondo modo è SYNCMODEFASTDECAY. In questo modo, apriremo i tubi MOS in basso a sinistra e in alto a destra quando la macchina è ferma. La corrente nel motore è ancora lasciata a destra all'inizio dello spegnimento. L'energia viene fatta circolare nel sistema di alimentazione attraverso la connessione di due tubi MOS aperti
Ci sono anche due fenomeni in questo modo: in primo luogo, la tensione applicata alla bobina è opposta alla direzione della corrente della bobina stessa, così che la corrente nella bobina viene attenuata più velocemente. Secondo: il calore generato sul chip è Rdson × Icoil2, perché la Rdson su resistenza del transistor MOS è generalmente piuttosto piccola, quindi la dissipazione del calore del chip è piccola.
Il terzo modo è SYNCMODESLOWDECAY. In questo modo, quando la macchina viene spenta, accendiamo i due tubi inferiori. La corrente nella bobina è ancora da sinistra a destra. A causa della conduzione delle due spire inferiori, siamo equivalenti al cortocircuito di entrambe le estremità della bobina del motore nel principio del circuito. Pertanto, l'energia corrente viene consumata ciclicamente nel sistema a circuito chiuso composto dalla bobina del motore e dal tubo MOS.
Questo metodo ha anche le sue caratteristiche: in primo luogo, in termini di dissipazione del calore, è lo stesso di SYNCMODEFASTDECAY. Il calore generato sul chip nel suo complesso è Rdson x Icoil2. In secondo luogo, il cortocircuito formato da questa modalità consente al sistema motore di implementare la funzione autofrenante. In terzo luogo, questo approccio non è adatto per i grandi motori ad alta velocità. L'energia in un tale sistema motorio è molto grande e, se collegata tramite SYNCMODESLOWDECAY, si verifica un fenomeno di corrente ultraelevata. Il valore corrente è determinato dai volt della forza elettromotrice indotta dalla bobina del motore e dalla resistenza interna del motore. Alcune condizioni estreme possono causare la protezione da sovracorrente o il surriscaldamento del motore
Quando abbiamo una conoscenza di base della modalità di scarica del motore, nelle applicazioni pratiche, possiamo scegliere in base alle loro diverse caratteristiche.
