Почему «дополнительный» диод в этом драйвере двигателя постоянного тока?

Мне показали эту схему, в которой используется полевой МОП-транзистор, позволяющий сигналу 5 В (от Arduino Uno) управлять двигателем постоянного тока 5 В. Я знаю, что диод D1 является обратным диодом для защиты двигателя при выключении, но какова функция диода D2?

РЕДАКТИРОВАТЬ: я оговорился; D1 защищает MOSFET, а не двигатель. Упс!

Схема драйвера двигателя, показывающая диод «D1», подключенный между клеммами двигателя для рассеивания тока, когда двигатель выключен, и другой диод «D2», подключенный между двигателем и полевым МОП-транзистором.

Д2 не нужен. Человек, вероятно, не знает, что он делает, если только это не делается для предотвращения обратной полярности.
О, держу пари, это оно! Бьюсь об заклад, в этой схеме диод предназначен для предотвращения повреждения схемы, если питание (5 В и земля) подается с обратной полярностью.
Если D2 преднамеренно присутствует, а двигатель действительно 5-вольтовый, питание на клемму + двигателя должно быть больше похоже на 5,6-5,8 вольт в зависимости от его текущего потребления. Также NTE2984 рассчитан на 12 А (100°C). Если это здоровенный двигатель, D2 также должен быть оценен высоко. Поэтому для меня несколько вещей здесь не имеют смысла.
D1 — это обратноходовой диод, но он не для защиты двигателя, а именно для создания импульса обратного хода. Он предназначен для защиты полевого МОП-транзистора, однако многим полевым МОП-транзисторам не требуется обратный диод, если они имеют соответствующий рейтинг UIS (лавинный).

Ответы (3)

Индуктивность двигателя будет колебаться с выходной емкостью полевого транзистора. Диод Шоттки, включенный последовательно с Q1, уменьшит шум.

Схемы управления двигателем, как известно, шумят. Если шум не является проблемой, последовательный диод может быть удален. Современные стандарты излучаемого и кондуктивного шума гораздо более строгие, чем много лет назад.

Без D2 есть шанс, что двигатель даст всплеск шума, который вызовет ток через MOSFET-диод. Этот диод может быть довольно слабым и может увеличить нагрев всего мосфета или сжечь его, с небольшим шансом. Я не думаю, что D2 на самом деле нужен, если только это не критическое приложение.

upd: когда двигатель постоянного тока переключает полярность внутри, с помощью механических коллекторных или полупроводниковых переключателей, он на короткое время работает как генератор, обеспечивая питание цепи. В зависимости от времени переключения может обеспечивать импульс любой полярности. Один всплеск полярности может быть рассеян обратным диодом D1. Всплеск обратной полярности может заставить MOSFET-диод работать, если D2 отсутствует. Обычно диод мосфета несколько слабее самого мосфета, поэтому, если мосфет близок к своему пределу, есть некоторая вероятность повреждения структуры мосфета. Или просто немного больше нагрева. Добавленный диод D2 может удерживать этот всплеск по мере роста напряжения вокруг себя.

Я никогда не слышал об этом или о физике для этого, так что либо вы ошибаетесь, либо правы, но мало кто знает, поэтому нужно уточнить.
@DKNguyen Давайте рассмотрим 4 случая: МОП-транзистор блокирует ток, двигатель имеет пониженный ток - D1 сохраняет МОП-транзистор. МОП-транзистор блокирует ток, ток двигателя увеличивается - МОП-транзистор не может оставаться закрытым, его диод начинает проводить ИЛИ диод D2 блокирует этот всплеск, заряжая собственную емкость. МОП-транзистор проводит, ток двигателя увеличивается — двигатель заряжает аккумулятор, не затрагивая диод мосфета. МОП-транзистор проводит, ток в двигателе падает - батарея увеличивает ток в двигателе. Двигатель постоянного тока, как показано, вероятно, имеет коллектор или переключающие транзисторы, оба могут создавать пики тока в любом направлении при переключении.
Итак, вы имеете в виду случаи, когда двигатель может действовать как генератор, а полевой МОП-транзистор открывается, чтобы прерывать ток генератора.
@DKNguyen Да. Двигатель постоянного тока действует как генератор во время внутреннего переключения полярности. Как в коллекторном, так и в переключающем транзисторном корпусах. Это немного, но я предполагаю, что автор был слишком осторожен. Или это было критическое приложение. Во всяком случае, я так думаю. Может быть что-то еще.
Вы должны отредактировать это в своем посте, так как толчок от генерации двигателя обычно не вызывает беспокойства.

Общая схема / Arduino / защита от переполюсовки соединения, но только при выходе из строя MOSFET. Обычно я не ставлю диоды при управлении двигателем с помощью микроконтроллера. Я бы бросил оба.

Есть интересное видео об обратной ЭДС, которое может показать, почему используются диоды. https://www.youtube.com/watch?v=hReCPMIcLHg

Отказ от обоих диодов звучит как очень плохой совет, Марк. Вам может сойти с рук это в разовом любительском проекте, где финансовые потери, вызванные отказом схемы, могут быть небольшими, но исключение D1, безусловно, не рекомендуется для коммерческого продукта.
Видео, на которое вы ссылаетесь, объясняет, почему не поставить диод на двигатель - плохая идея. И есть еще одна причина - если вы управляете скоростью двигателя с помощью ШИМ, диод повышает эффективность за счет рециркуляции тока обратной ЭДС через двигатель.
Почему «дополнительный» диод в этом драйвере двигателя постоянного тока?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v