【導讀】當(dang)使(shi)永(yong)磁(ci)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)中(zhong)的(de)運(yun)動(dong)質(zhi)量(liang)減(jian)速(su)時(shi)，存(cun)儲(chu)在(zai)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)返(fan)回(hui)到(dao)電(dian)源(yuan)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)正(zheng)確(que)考(kao)慮(lv)這(zhe)種(zhong)能(neng)量(liang)，它(ta)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)，從(cong)而(er)損(sun)壞(huai)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)或(huo)係(xi)統(tong)的(de)其(qi)餘(yu)部(bu)分(fen)。

當(dang)使(shi)永(yong)磁(ci)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)中(zhong)的(de)運(yun)動(dong)質(zhi)量(liang)減(jian)速(su)時(shi)，存(cun)儲(chu)在(zai)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)返(fan)回(hui)到(dao)電(dian)源(yuan)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)正(zheng)確(que)考(kao)慮(lv)這(zhe)種(zhong)能(neng)量(liang)
，它(ta)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)
，從(cong)而(er)損(sun)壞(huai)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)或(huo)係(xi)統(tong)的(de)其(qi)餘(yu)部(bu)分(fen)。

在本文中，我們將研究安全消散這種能量的方法。為了簡化示例
，顯示了直流有刷電機。這也適用於無刷電機係統。

能量守恒

能量守恒是物理學的一個基本原理——能量既不能被創造也不能被消滅。

當某物（例如質量塊）移動或旋轉時，它會積累動能。在電機係統中
，動能來自為電機提供電能的電源
，電機產生扭矩以加速質量。

電機轉子的慣性以及與電機相連的機械係統中都存儲有能量。為簡單起見，將機械係統設想為耦合到電機軸的飛輪（圖 1）。

圖 1機械係統的飛輪示例

動能可以用 Iω2 計算
，其中 I 是轉動慣量
，ω 是角速度。速度越高或慣性越大
，儲存的能量就越多。

這是一個非常明顯的概念——xuyaonengliangcainengshimouwuyidong。butaimingxiandeshidangnixiangtingzhiyundongshihuifashengshenme。yaotingzhihuojianmanyundongzhiliang
，bixujiangchucundedongnengzhuanyidaomougedifang。danshinali
？

當您斷開旋轉電機的電源時

，存儲在運動質量中的能量會耗散到係統的機械損耗中。由於摩擦，大部分能量轉化為熱量（圖 2）。除chu非fei有you很hen大da的de摩mo擦ca力li，否fou則ze電dian機ji會hui非fei常chang緩huan慢man地di滑hua行xing停ting止zhi。電dian機ji變bian成cheng發fa電dian機ji，但dan由you於yu沒mei有you電dian流liu流liu過guo的de路lu徑jing
，因yin此ci沒mei有you電dian磁ci轉zhuan矩ju來lai幫bang助zhu停ting止zhi電dian機ji。

圖 2停止電機中的摩擦

如果通過短路電機的輸出為電流從該發電機流出提供路徑，則電流會產生與旋轉方向相反的扭矩（圖 3）。這zhe會hui導dao致zhi電dian機ji快kuai速su停ting止zhi。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia
，能neng量liang大da部bu分fen以yi熱re量liang的de形xing式shi在zai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任ren何he電dian阻zu中zhong耗hao散san
，從cong而er使shi電dian機ji短duan路lu。

圖 3扭矩與旋轉相反

這有時被稱為“短刹車”。實際上，短路通常是通過打開 H 橋的低側 MOSFET 來提供電流路徑來實現的。

dangkongzhixitongxiangyaokuaisujiangdidianjisudushi，shijiadaodianjidedianliujixinghuifanzhuanyitigongyuyundongxiangfandeniuju。wanchenghou，cunchudedongnengkeyitongguodianjiqudongdianluqudonghuidianyuan。

如ru果guo電dian源yuan是shi一yi塊kuai完wan美mei的de電dian池chi，那na麼me能neng量liang就jiu會hui流liu回hui電dian池chi並bing被bei回hui收shou利li用yong。然ran而er，在zai現xian實shi世shi界jie中zhong，電dian源yuan通tong常chang是shi直zhi流liu電dian源yuan
，除chu非fei專zhuan門men設she計ji這zhe種zhong電dian源yuan，否fou則ze直zhi流liu電dian源yuan隻zhi能neng提ti供gong電dian流liu。因yin為wei它ta不bu能neng吸xi收shou電dian流liu

，所suo以yi能neng量liang必bi須xu流liu向xiang的de地di方fang是shi進jin入ru作zuo為wei電dian源yuan一yi部bu分fen的de電dian容rong。

電容器中存儲的能量可以用 CV2 計算，其中 C 是電容
，V 是電壓。隨著能量流入電容器，電容器兩端的電壓必須增加（圖 4）。

圖 4 隨著能量的增加而增加電容器電壓

如果能量很小（要麼速度低，要麼慣性小）
，namedianyazengjiakenengzugouxiao，buhuiyinqirenhewenti。danshi，zaimouxieqingkuangxia，ruguonengliangguoduohuodianrongbuzu，dianyakenenghuishangshengdaopohuaixingshuiping。zhekenenghuisunhuaidianjiqudongdianluhuolianjiedaotongyidianyuandeqitadianlu。

消散能量

youjizhongfangfakeyichulihuishouhuidianyuandenengliang。yizhongshizaidianyuanshangfangzhidaliangdianrong。zaimouxieqingkuangxia，zhekenengjiushisuoxuyaodequanbu，danzaidaduoshuqingkuangxia，youyuwulihuochengbenxianzhi，dadianrongqibingbushiyong。

另一種處理能量的方法是在電源兩端使用半導體鉗位器件，例如 TVS 或齊納二極管（圖 5）。鉗qian位wei設she計ji為wei在zai剛gang好hao高gao於yu電dian源yuan的de正zheng常chang工gong作zuo電dian壓ya時shi發fa生sheng故gu障zhang。當dang回hui收shou能neng量liang導dao致zhi電dian壓ya升sheng高gao時shi
，鉗qian位wei器qi會hui發fa生sheng故gu障zhang並bing保bao護hu係xi統tong。返fan回hui電dian源yuan的de能neng量liang在zai鉗qian位wei裝zhuang置zhi中zhong以yi熱re量liang的de形xing式shi消xiao散san。

如果能量適中，則此解決方案簡單易行。

圖5 用於耗散能量的半導體鉗位

在(zai)較(jiao)大(da)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)，使(shi)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)鉗(qian)位(wei)通(tong)常(chang)是(shi)不(bu)切(qie)實(shi)際(ji)的(de)，因(yin)為(wei)需(xu)要(yao)耗(hao)散(san)的(de)能(neng)量(liang)太(tai)大(da)。在(zai)這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)有(you)源(yuan)鉗(qian)位(wei)電(dian)路(lu)將(jiang)能(neng)量(liang)耗(hao)散(san)到(dao)電(dian)阻(zu)負(fu)載(zai)中(zhong)。

圖6 用於耗散能量的有源電路鉗位

鉗位電路通過使用比較器或類似電路監控電源電壓來工作（圖 6）。如果電壓超過預設閾值（剛好高於正常工作電壓）
，負載電阻器會在電源兩端切換以耗散能量。

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

應用工程師解讀：電流反饋放大器

滿足10BASE-T1S規範的共模扼流圈及片狀壓敏電阻

25倍產能提升，羅姆開啟十年SiC擴張之路

應對電磁幹擾和電磁兼容的挑戰

用於有源電源管理的 PMBus 兼容 PoL 穩壓器