Я пытаюсь определить подходящий диод обратного хода для двигателя постоянного тока, управляемого N-канальным полевым МОП-транзистором. В характеристиках мотора написано:
Rated current: 2 A
200 mA no-load current draw @ 12 V
12 A stall current @ 12 V
No load speed of 5,500 RPM
У меня есть MOSFET IRF520.
Должен ли обратноходовой диод иметь «Максимальный средний прямой выпрямленный ток» выше 2 А, 200 мА или 12 А?
(РЕДАКТИРОВАТЬ: двигатель будет вращаться только в одном направлении, поэтому Н-моста нет.)
При выключении обратноходовой диод на мгновение будет проводить тот же ток, который потребляет ваш двигатель. Затем этот ток будет быстро уменьшаться в зависимости от индуктивности и сопротивления двигателя.
Вы найдете рейтинг в спецификациях диодов для неповторяющегося импульсного тока, обычно около 10 мс. Индуктивный всплеск при выключении не должен длиться так долго, так что до тех пор, пока номинальное значение перенапряжения превышает максимальный ток двигателя (12 А), все будет в порядке.
Максимальный средний ток диода не имеет значения, если только вы не многократно быстро выключите двигатель, скажем, для ШИМ. В этом случае используйте средний ток, потребляемый двигателем.
IRF520 не рассчитан на 12 А, это ток, который вы получите при запуске или если вы остановите двигатель. Вы должны найти MOSFET номиналом не менее 15А.
diode peak current> "ток останова двигателя". При использовании ШИМ diode average current> motor rated current. Если ШИМ не используется, diode average currentдолжно быть достаточно больше, чем motor no-load current. Надеюсь, я понял это правильно.200 мА, 2А или 12А?
Когда двигатель с открытым стоком/коллектором отключается, двигатель останавливается выбегом, и ток во время переключения — это все, что необходимо поддерживать в течение короткого времени постоянной времени T=L/Rдиод, таким образом, V^2/Rd=Pd минимальное и <=1A номинальное подойдет. Это, конечно, должно включать очень быстрый старт/остановку при ПОЧТИ 0 об/мин, что маловероятно, но тогда <12A ПРИМЕНЯЮТСЯ ПРАВИЛА/
Когда двигатель выключается с помощью двухтактного дополнительного драйвера или полумоста, переключатель действует как тормоз короткого замыкания и, таким образом, должен поддерживать ток заблокированного ротора при максимальных оборотах, который совпадает с пусковым током и работает в противоположном направлении. с замедлением на время, необходимое для остановки.
таким образом, нагрев больше, но минимален, и применяются кривые SOA и правила повышения температуры радиатора, но пиковый ток 12 А должен быть меньше абсолютного максимума.
В большинстве случаев здесь подходит 1N4001 или аналогичный, перевернутый через переключатель, чтобы токовая петля была такой же и должна иметь минимальную площадь для низкого уровня электромагнитных помех, в противном случае он был бы подключен непосредственно к катушке однонаправленного двигателя.
Должен ли обратноходовой диод иметь «Максимальный средний прямой выпрямленный ток» выше 2 А, 200 мА или 12 А?
Если ШИМ применяется с использованием одного полевого транзистора (не «полумост»), диод рециркулирует ток через двигатель во время «ВЫКЛ» части цикла ШИМ. Поэтому он должен выдерживать пиковый ток, равный току двигателя. Но сколько это будет, и как насчет среднего тока?
При уменьшении коэффициента ШИМ отношение тока двигателя к току источника питания пропорционально увеличивается. Если двигатель потребляет 2 А от источника питания при 100% ШИМ, то при 99% ШИМ диод должен пропускать ~2 А, но только 1% времени. При 50% ШИМ средний ток источника питания 2 А соответствует току двигателя 4 А. Половину времени этот ток поступает от источника питания, а другую половину времени он проходит через диод. В вашем случае это означает, что диод должен быть рассчитан на средний ток не менее 2 А.
Однако, если моментная нагрузка значительно снижается при более низких оборотах, ток двигателя также уменьшится, и диод может иметь более низкий средний номинальный ток. При вращении пропеллера или вентилятора (который потребляет мощность, пропорциональную кубу числа оборотов в минуту) максимальный средний ток диода составляет ~0,25 А при ~85% ШИМ.
В большинстве приложений (где более низкие обороты = уменьшенная нагрузка) среднего номинального тока диода, равного номинальному току двигателя, более чем достаточно.
Если двигатель используется в основном режиме включения/выключения (без ШИМ), то диод должен выдерживать только один всплеск тока каждый раз, когда двигатель выключается. В этом случае должно быть достаточно пикового тока 2А, и, вероятно, подойдет диод на 200 мА.
У меня есть MOSFET IRF520.
IRF520 рассчитан на абсолютный максимальный средний ток 6,5 А при 100 °C, что звучит как много . Однако при 2 А типичное падение напряжения составляет ~ 1 В (с приводом Gate 10 В), поэтому он будет рассеивать ~ 2 Вт и нуждается в радиаторе. Полевой транзистор, рассчитанный на более высокий ток, должен иметь меньшие потери и, возможно, может использоваться без радиатора. Чтобы свести к минимуму нагрев и максимизировать напряжение на двигателе, я обычно стремлюсь к падению напряжения 0,1 В или меньше, что требует R DSon <= 50 мОм при 2 А.
Брюс Эбботт
РациональныйХрупкий