ESC3电调---电路分析（换相电路）

2019-04-13 12:24发布

站内文章 / 模拟电子
15582 0 1224
    电调就是无刷电机的电路，这里有好多关于电机操作的理论知识，我也没有过细的研究，如果有兴趣的额可以参考《无感无刷直流电机之电调设计全攻略》（等我研究好了在整理出来）     首先看一下六臂全桥驱动电路原理          
 Q1到Q6为功率场效应，当需要AB相导通时，只需打开Q1，Q4管，而使其他管保持截止。此时电流的流经途径为：正极->Q1->项圈A->绕相B->Q4->负极。根据这样的导通模式：AB，AC，BC，BA，CA，CB即可是电机软一圈。          这里在AB导通的过程中，A点的电位就近似认为是12V，而B点电位就近似为0。为了要导通Q4，Q4的栅极电压必须大于3V即可，IR2301的LO端输入足以驱动使其导通。但如果要Q1导通，则要在栅极至少加载3+12=15V的电压，这个已经超过了电源电压。这个先留着看下面这个图。                        这部分电路的作用是换相，知道作用了就要具体的分析一下了。上面的HO输出电压无法是Q1导通，这时候就引入了二极管D1跟电容C1组成的自举升压电路。可能有人注意到C1的下端是接在VS端的，跟HO好像没有关系，IR2303S的数据手册明确写出了HO的电压（VB—VS）也就是最大可以达到VS，这时候就足以使Q1导通了。     好多人应该看到了，在Q1的栅极串了一个30R的电阻，而在Q2的栅极没有串电阻，这个问题也困扰了我好长时间，为了好多人也没有解释清楚，最后查资料跟请教别人。这里还要先说明一个问题是：无刷电机的驱动采用H_PWM—L_ON的方式，也就是在Q1的栅极采用的PWM波，这就又可能会和栅极的极电容因起振荡，而串上R19增大阻尼而减少振荡的效果。第二，当栅极电压拉高时，首先会对栅极电容充电，充电峰值电流0.5A（I=Qg/(td(on)+tr)）根据数据手册可以计算出。可见已经超过了2301的驱动能力，而加上R19可放慢充电时间而减少栅极充电电流，第三，当栅极关断时，D-S极从导通变为截止，Vds的电压迅速增大，这样就有可以击穿电压，R19减小这种变化，起到保护的作用。在下臂采用常开就不用出现振荡跟击穿这些情况，所以就不用加了。     在这里老师的解释是由于OL输出为低电平故不用串电阻，我认为这样理解是不对的，这里的低是相对OH的，但是相对源极S也是高的。我认为不串电阻的原因就是采用常开的方式，不需要保护。这种理解还不足以说服他，等我在请教请教别人再去说服他。         这里串联电阻的肯定作用就是增大阻尼，保护MOSFET。     这个还有一个关于阻值选取的问题，这个问题太复杂了，我无能为力了。只知道它的选取跟MOSFET的特性有关，具体的计算涉及了好多数学的问题，具体值在过阻尼跟临阻尼之间就可以了。     总结：看似挺简单的电路，但是里面涉及的内容太多了，能把简单的问题分析的明明白白也是一件简单的事。     疑问：这里在给IR2301供电为什么直接用电机的电源，如果电机的负载过大的时候，会不会引起IR2301的欠压？我记得第一版的图就是用5V的电源单独给IR2301供电的，现在他直接用VS了，这里面肯定有原因的。     这个问题我大概理解的是：在VS跟GND加一个大的电容，就相对于一个小型电池了，可以在一定程度上弥补欠压的问题。这样就大大减小了接线的麻烦了，不用单独给IR2301供电了。