用1枚MOSFET进行PWM驱动时的电机电流和再生电流

本文将探讨使用1枚MOSFET对有刷直流电机进行PWM驱动时的电机电流和再生电流。有多种方法可以实现电机的PWM驱动,其中包括通过在电机和接地间插入MOSFET来实现开关的简单方法。使用通过在电机和接地间插入MOSFET来实现开关的这种方法时,与电机并联连接的二极管会流过再生电流,本文将介绍流过电机的电机电流与这种再生电流之间的关系。

用1枚MOSFET进行PWM驱动时的电机电流和再生电流

首先,我们来看用1枚MOSFET对有刷直流电机进行PWM驱动时的电路和电流路径。

左边是用1枚MOSFET Q1进行PWM驱动时的电路,是通过在电机和接地之间插入MOSFET来进行开关,从而实现PWM驱动的。
中间的图显示了当MOSFET Q1导通时,电机电流从电源流经MOSFET Q1的路径。
右边的图显示了当MOSFET Q1关断时,再生电流流经与电机并联的二极管的路径。

这种PWM驱动期间的电机电流与再生电流之间的关系如下:

  • 当Q1导通时,电机电流流过Q1并增加,且在Q1刚要关断之前达到最大值。
  • 当Q1关断时,电机仍然动作试图保持电流流动,因此再生电流会流过与电机并联的二极管。
  • 再生电流在Q1关断的时间点最大,即Q1刚要关断前的电机电流=最大电机电流,然后再生电流逐渐减小。
  • 当Q1再次导通时,电机电流开始增加,并重复上述一系列的工作。

也就是说,当电机使用1枚MOSFET进行PWM驱动时,流过二极管的再生电流的最大值等于流过电机的电流的最大值。请参考下面的波形图。

从这些点可以看出,在选择并联二极管时,应选择其正向电流的绝对最大额定值覆盖电机最大电流值的产品。此外,由于流过二极管的再生电流和二极管的正向电压(VF)会消耗功率,因此需要选择封装容许损耗超过该功耗的二极管。

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