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【项目2:电机控制项目】 之 【4.硬件 - 电源软启动电路】

希望无所谓,无所谓。这就像脚下的路。其实地上没有路,走的人多了就成了路。

在这里插入图片描述

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1.为什么需要电源软启动?

(1)通常情况下,大功率系统需要考虑电源软启动;小功率系统可以不用考虑电源软启动。

大功率是指系统电流大,一般电源电路是:供电附近有一个小瓷电容器(一般为104电容器)用于过滤,过滤高di/dt;还有一个大于储能的大型电解电容,储能后提供后续负载的电流非常稳定。

因此,如果是大电流系统,储能电容的容值需要很大,比如3300uF或4700uF,甚至是几万uF。

系统上电的瞬间会产生高度di/dt,浪涌电流会干扰后面的电子系统,降低系统的抗疲劳能力,缩短寿命。

(2)因此,系统上电时需要解决浪涌电流的问题。如何解决?增加电路阻抗,减少di/dt值。但是,如果阻抗增大,后续负载输出的电流会变小;如果阻抗减小,浪涌电流的问题又出现了,比如串一个1R如果输入是24V,这个电阻的功率是24W,这种大功率电阻的价格很高,所以不合适。

那么该怎么办呢?它不仅可以避免浪涌电流,而且可以尽可能大地输出后续电路。同时,我们发现,为了解决浪涌电流的问题,必须增加阻抗,增加阻抗会减少电流输出,两者相互排斥。因此,两个问题不能同时解决,可以单独解决。 ?

2.解决方法

系统电路有严格的时序,整个系统可以从时序的角度分为两种状态:。 (1)系统正常工作 输出电流大,内阻大。

(2)系统初始上电状态 输出电流小,内阻小。

综上所述,设计电路,系统刚上电时,内阻大,电流小;当系统稳定时,内阻小,电流大。 ?

3.电路设计

系统输入为24V。 (1)系统正常工作

初始上电时,需要内阻大,可以在主干上串联100R的电阻(24V / 100R = 240mA,240mA电流不会产生浪涌电流的问题)。

(2)系统初始上电状态 系统稳定工作后,需要阻力R短路,使输出电流非常大。可以使用一个MOS管将R1短路。

MOS管选择: 因为它驱动小功率直流无刷电机,所以选择小电流MOS可以管道。在这里选择P型。MOS管NCE60P25K。 从这里可以看出,DS之间接60V的电压,可以长时间流过25A对于小功率电流BLDC足够了。

高压大电流MOS管,RDS(ON) 一般在50mΩ以上;低压小电流的MOS管,RDS(ON) 一般在几mΩ。NCE60P25K低压小电流MOS管,所以数据手册写的RDS(ON)小于45mΩ,其实已经很大了;但是RDS(ON)大的MOS管道更便宜。

注: RDS(ON) < 45mΩ,这意味着随着温度的升高,RDS(ON)会增加,但最大不超过45mΩ。P管的RDS(ON)一般大于N管RDS(ON)。

,100℃可通过的电流为17.7A。考虑温度是否超过100℃。

原理图:

只要系统正常工作,Q导通,也可以将Q1导通。任何回路都必须有阻抗,所以在gs电路中增加了电阻R2,R影响2的大小MOS管Q1的导通速度。

gs两者之间有一个极间电容C,如果Q当电容C的电压达到两端时,电流将首先向电容C充电MOS当管道的阈值电压时,MOS管道开始导通。电容C充电的电流大小(速度)是由电阻引起的R2决定的。

随着MOS逐渐导管,gs电压会慢慢接近24V,根据NCE60P25K根据数据手册,gs最大电压不得超过±20V,所以直接同24V的电,肯定会烧掉的。必须让gs电压远小于24V,怎么做呢?

用一个电阻R5对24V分压即可。

经过R5和R2对24V分压,a点电压为12V,所以MOS管Q1的gs电压大概为12V,设计符合要求(因为三极管的导通压降很小,只有0.3V,可以直接忽略)。

当MOS管道导通后,红色电路的电流 = 24V / (2K 2K) = 6mA,这种电流属于漏电流,是无用的,所以电阻值增加到10K,这个电流大约是1.2mA,比较合适。 但是R2电阻值大,会降低MOS管Q1.导通速度慢,Q1的导通损耗很大。但是这个软启动电路MOS当系统刚上电时,管道只有开关动作,所以影响不大,直接使用10K吧。

因为gs波形会有冲击,会导致开启损耗大,即发热严重。R5旁边并联一个小电容器(滤波),电容器的容量不能太大,会导致太大MOS管道开启更慢(需要充电,会吸收部分电流,所以会延长MOS选择103电容(10纳法)到达开启电压时间。

使用稳压管设置阈值电压。选择12V,阈值越大,电流流经R时间越长,发热越大,功耗越大。当电容器C电压达到(12) 0.7)V时,三极管Q2开通。

电流流向:,这条路通过了,MOS管Q1 ds两者之间也有联系MOS管道内阻远小于1000R,因此,大部分电流从244开始V–>Q1的引脚3–>Q1的引脚1–>电容C1经过。R3的阻值为4K,是经验值。

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标签: 直流大电容需要软起动

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