本文將探索如何安全地消除此種能量。為簡化操作，我們選用直流有刷電機為例，當然
，給出的方案同樣也適用於無刷電機係統。

 

能量守恒

 

能量守恒定律，物理學基本定律——能量既不會憑空產生，也不會憑空消失。

 

物體（如質量）通過移動或旋轉而產生動能。在電機係統中，動能來自於為電機供電的電源，電機產生轉矩以加速質量運動。

 

在電機轉子的慣性和與電機相連的機械係統中都有能量儲存。簡而言之
，可以將機械係統設想為與電機軸耦合的飛輪（見圖1）。

 

圖1：機械係統中的“飛輪”

 

這裏可根據公式 ½ Iω2 計算出動能，其中 I 為慣性力矩
，ω 為角速度。速度越快或慣性越大
，則儲存的能量就越多。

 

henmingxian，yisishishuowutideyundongxuyaonengliang。raner
，fanguolai
，dangnixiangtingzhiyundongshihuifashengshenmene
？dangzhengzaiyundongdezhiliangtingzhihuojiansushi，tasuochucundenengliangbiranyousuoquchu，name，zhexienenglianghuiqunaerne？

 

當切斷旋轉電機的電源時
，運動質量中儲存的能量會消散到係統的機械損失中。由於摩擦力的影響，大部分能量被轉化成了熱能（見圖2）。chufeimocalihenda，burandianjitingzhidesuduyehuihenman。cishi，qudongdianjiyoudiandongzhuangtaizhuanbianweifadianzhuangtai，danyouyumeiyoudianliulujing，bianyemeiyoudiancizhuanjulaibangzhutingzhidianji。

 

圖2：電機停止轉動時的摩擦力

 

若能為電流提供電流短路輸出路徑
，則電流會產生與旋轉方向相反的轉矩（見圖3）
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)電(dian)機(ji)快(kuai)速(su)停(ting)止(zhi)。但(dan)此(ci)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，製(zhi)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)會(hui)被(bei)消(xiao)耗(hao)在(zai)被(bei)短(duan)接(jie)電(dian)機(ji)的(de)繞(rao)組(zu)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing)中(zhong)的(de)電(dian)阻(zu)上(shang)
，進(jin)而(er)會(hui)以(yi)熱(re)量(liang)的(de)形(xing)式(shi)散(san)發(fa)。

 

圖3：與旋轉方向相反的轉矩

 

此種方法有時也稱作“短路刹車”。實際上，短路通常是指通過打開H橋的下管MOSFET來提供電流路徑。

 

dangkongzhixitongxiangyaokuaisujiangdidianjisudushi
，shijiazaidianjishangdedianliujixinghuibeifanzhuan

，yitigongyuzhizhuandongfangxiangxiangfandezhuanju。ranhou
，chucundedongnengketongguodianjiqudongdianlufanhuizhidianyuan。

 

ruguodianyuanshiyikuaiwanmeidedianchi，namenengliangjiuhuihuiliudaodianchizhongbingbeijiayihuishou。erxianshiqingkuangbingfeiruci，dianyuantongchangweizhiliudianyuan，chufeigaidianyuanjingguoteshusheji，fouzezhinengchanshengdianliu。youyuzhiliudianyuanwufaxishoudianliudetexing，huiliudenengliangzhinengjinruzuoweidianyuanyibufendedianrongzhong。

 

電容器中儲存的能量可通過公式 ½cv2計算得出，其中c為電容，v為電壓。能量流入電容器後，電容器上的電壓必然會增加（見圖4）。

 

圖4：能量增加後
，電容電壓也隨之增加

 

如果該能量比較小（速度慢或慣性小），那na麼me此ci時shi電dian壓ya的de增zeng加jia可ke以yi忽hu略lve不bu計ji。可ke有you時shi，若ruo能neng量liang太tai多duo或huo電dian容rong容rong量liang不bu夠gou
，電dian壓ya可ke能neng會hui升sheng至zhi破po壞huai性xing水shui平ping。這zhe將jiang會hui損sun壞huai電dian機ji驅qu動dong電dian路lu或huo其qi他ta接jie至zhi相xiang同tong電dian源yuan的de電dian路lu。

 

能量耗散

 

有幾種方法可以處理回流到電源中的能量：一種是在電源處放置大電容器。此種方法有時會被采用，但大多數情況下，由於物理或成本的限製，大電容器並不實用。

 

另一種解決方法是采用半導體鉗位裝置跨接至電源，比如TVS或齊納二極管（見圖5）。dangdianyuandianyachaoguozhengchanggongzuodianyashi，shiyongqianweizhuangzhijichuandianya。dangzaishengnengliangdaozhidianyashangshengshi，qianweizhuangzhikejichuandianyayibaohuxitong。fanhuizhidianyuandenengliangzaiqianweizhuangzhizhongyireliangdexingshixiaosan。

 

若能量大小適中，此解決方案非常受用。

 

圖5：采用半導體鉗位裝置耗散能量

 

zaidaxingxitongzhong，shiyongjiandandeqianweizhuangzhiwangwangxiaoguobingbuleguan，yinweixuyaohaosandenengliangguoduo。cishi，keyishiyongyouyuanqianweidianlujiangnenglianghaosandaodianzufuzaizhong。

 

圖6：：采用有源電路鉗位裝置耗散能量

 

鉗位電路通過使用比較器或類似電路
，監測電源電壓來工作（見圖6）。如果電壓增加至預設閾值（剛剛超過正常工作電壓值），可以在電源上跨接一個負載電阻，以耗散能量。

 

結論

 

benwenzhenduiruhejiangnengliangcongdianjifankuihuijixiexitongdedianyuan，yijiruhechulidianjiqudongdianzishebeizhongdecileinengliang，jinxinglehongguanchanshu。wenzhongsuiweigeichugudingxitongzhongyuanjianzhisuoxudeshuxuejisuangongshi，danguanyudianrongzhiheqianweiyuanjiandejisuandenggengduoxiangxixinxi
，ninkefangwenMPS官網之應用說明AN132 “輸入電容和過壓保護電路設計” 進行參考。

 

 

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