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从无到有,彻底搞懂MOSFET讲解(十二)

作者:鲁肃老师(张飞实战电子高级工程师)
快续流的方式,电机的平均功率要小。慢续流的方式,电机的平均功率大。不管快续流还是慢续流,都满足能量守恒。外部电源给电机做功P,在电源关断后,电机能量一直做功,电机的能量也给电源充电。慢续流P = 电机做功;快续流P = 电机做功 + 给电源充电。

所以说,快续流可以回收能量,但是平均功率小。主要看在什么场合用什么样的续流方式。
微信图片_20210803110351.jpg
PWM OFF期间:

M1关闭
   M5导通      
M4导通
M2关闭

在死区期间内,能量M4 M5体二极管走,依旧有续流损耗。死区时间是1~2us,不足以让电机的电流变为0,所以电机依旧是有电流的。在M4 M5导通后,能量从Rdson走了,就没有续流损耗了,只有导通损耗,而Rdson上面的损耗不是特别的大,这样子互补输出的好处解决了损耗问题。

总结:互补方式增加管子的开关损耗,降低了管子的续流损耗。而开关损耗平均分配给了每个管子,这样热源就分散了,每个管子的热量就会降低。

研究电流的方向:
电流是由惯性的,电感作为电流源,电流的方向是不能激变的,所以在续流期间,电感两端的电压被钳位在了310V,还是给电源进行反向充电的。只不过Vbus 310V会让电感的电流下降变快,一段时间后,让电感上的电流为0。

如果定义电感对电源充电的电流方向为正,那么电源对电感放电的电流方向为负。也就是说,电感作为电流源给电源进行充电,当电感上的电流为0时,电源又开始给电感进行充电了,电流的方向就反过来了。
微信图片_20210803110356.jpg
也就是图中蓝色的电流方向。电流的方向从红色变为蓝色,必然经过0。
微信图片_20210803110400.jpg


那么关于电感的续流就讲到这里了。


接下来简单讨论一下Rdson 的问题。假设Id有100A,那么要想检测这个电流,最好要在三相逆变桥下面加一个检流电阻,比如这个检流电阻是3mΩ,那么P = I^2*R = 30W,一般的检流电阻没有这么大的功率的,所以就要用电流互感器来进行电流的采样。那么,还有一种方式,MOSFET是有Rdson的,假设Rdson不变的情况下,是否可以在MOSFET两端通过对Rdson两端的电压来检测电流呢?所以,在大电流的情况下,可以借用Rdson做检流电阻,做电流的采样。


回帖(1)

王栋春

2021-8-3 12:42:07
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