AN135 - MPQ6526和MPQ6527系列直流电机系统输入电容推荐和放电电路

本应用说明介绍了MPQ6526和MPQ6527系列的散装电容器推荐和放电电路。MPQ6526和MPQ6527系列是集成功率mosfet的多半桥DMOS输出驱动器，支持h桥驱动直流电机。

当电机转速下降或运动停止时，电机作为发电机工作，将机械能转化为电能，电流需要一定的流动路径。这种能量将主要消散为热或循环回直流输入轨道。

如果通过短路电机的输出来提供路径，这将导致电机停止。在这种情况下，能量主要以热量的形式消耗在电机的绕组电阻中，也消耗在电流路径上的任何电阻中，使电机短路。

这种短路通常是通过打开h桥的低侧mosfet来提供电流路径。

当控制系统想要快速降低电机的速度时，应用到电机的电流极性被反转，以提供与运动相反的扭矩，这是通过打开另一个对角线对h桥或关闭所有MOSFET(电流将流过体二极管)来应用的。当这一过程完成时，存储的能量通过电机驱动电路被驱动回电源。

从电机流出的能量有两个来源:1。剩余电感电流换向，2。反电动势。对于剩余电感电流(如图2所示，由M1/M4到M2/ m3的换向产生)，当M1/M4关闭时，电枢的寄生电感中的电流不会立即消散。此后，电感中的能量通过M2和M3的体二极管流回输入电容器。反向BEMF电流产生于电机速度从高到低的切换:如果施加的电机电压下降(通过PWM或输入)以降低电机速度，BEMF与电机速度成比例的部分不会立即改变，因此BEMF大于施加的电压。能量反转可以给输入电容器充电并引起电压尖峰。

如果电源是一个完美的电池，那么能量就会流回电池并被回收。然而，电源通常是直流电源，特别是带有反极性保护二极管，它只能源电流而不能吸收电流，能量唯一要去的地方是放在v电源引脚上的容量电容。

体电容器中存储的能量可以用1 / 2 CV2计算，其中C为电容，V为电压。当能量流入电容器时，电容器上的电压必须增加。因此，必须在VIN引脚上安装散装电容器，以吸收来自电机或电源的能量，并应根据应用要求进行尺寸调整。

如果有大量的能量或电容不足，电压可能上升到超过最大电源电压限制(例如MPQ6526和MPQ6527的40V)，损坏电机驱动器IC或连接到同一电源的其他电路。

许多典型应用使用反极性保护188比分直播吧二极管，如图3中的D1。但是，这种方法有一定的危险。在抑制模式下，IC只消耗极低的电流IVS，如最大20 μA。电源电压的任何峰值都会逐渐给阻塞电容器充电。D1防止电容器通过电源放电;由于静态电流非常小，通过集成电路放电也可以忽略不计。这意味着在长时间的抑制模式下，IC的电源电压可能会持续增加，直到超过最大电源电压限制，从而损坏IC。因此MPQ6526和MPQ6527家族具有放电电路，可以防止这种不必要的影响。如果VS超过约37V的阈值，阻塞电容器通过集成电阻放电，直到VS再次低于阈值。

通常情况下，推荐采用散装电解电容器与陶瓷电容器并联使用。额定为电源引脚的100nF陶瓷电容器必须尽可能靠近设备。此外，必须在电源引脚上放置合适尺寸的散装电容器，推荐使用>22μF电解电容器，这是一个推荐值，但需要进行系统级测试来确定合适尺寸的散装电容器。

散装电容器的额定电压应高于典型的工作电压，并为回收能量回流到电源的情况提供足够的余量。

所需电解电容器的价值取决于许多因素，包括:

• 外部负载
• 反向导电电流。
• 电源对源电流的电容。
• 电源和电机系统之间的寄生电感量，它会限制电源的电流变化率。输入电容越大，电机电压越稳定，可快速提供较大电流。
• 最大供电电压限制和可接受电压纹波。
• 电机制动方式，输出短路制动或电流极性倒车制动。

如图2所示，回收的电能给输入电容器充电。如果直流输入导轨电容不足，会产生高压尖峰，可能损坏功率级。如果在输入轨道上安装足够的电容是不实际的，也可以使用OVP电路来放电能量并限制输入轨道电压。

再循环回输入电源的能量会导致电压峰值和潜在风险。有必要增加足够的输入电容来吸收这种能量。在电机驱动系统设计中，足够的输入容量是非常重要的。具有更大的体积电容是有利的，缺点是增加成本和物理尺寸。本应用笔记将帮助您了解能量如何回流到电源，以及为什么我们需要使用足够的散装电容器。正确确定给定系统的组件值所需的数学超出了本文的范围，但是在应用说明中提供了更多细节，包括电容和钳位组件的计算《输入电容和过电压保护电路设计》。

_______________________

你觉得这个有趣吗?获得有价值的资源直接到您的收件箱-发送每月一次!