制动电路以及驱动电路方案.doc

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1、制动电路以及驱动电路方案制动电路（1）:制动的过程如下：1:当电机在外力作用下减速、反转时，电机即以发电状态运行，能量反馈回直流回路，使母线电压升高；2：当直流电压到达制动单元开的状态时，制动单元的功率管导通，电流流过制动电阻；3：制动电阻消耗电能为热能，母线电压也降低；4：母线电压降至制动单元要关断的值，制动单元的功率管截止，制动电阻无电流流过；所以制动电路的作用就是平衡母线电压，使系统正常运行。（2）：制动电阻的选择：1：首先估算出制动转矩；由电机运动方程式：T-TL=GDA2*dn/375*dt;（T为电磁转矩，TL为负载转矩，GDA2为转动部分的飞轮矩）由上式电机

2、工作在制动状态时：制动转矩二GDT*（制动前速度■制动后速度））/375*减速时间■负载转矩；在进行电机制动时，电机内部存在一定损耗，越为额定转矩的20%左右;2：计算制动电阻的阻值;根据电机运行时，功率与转矩的公式：P==T*Q=T*n/9.55；（T为转矩，n为转速r/min）由于此部分功率消耗在制动电阻上，因此：R=UA2/P二制动元件动作电压值的平方/（0.1047*（制动转矩・20%电机额定转矩广制动前电机转速）在制动单元工作时，直流母线电压的升降取决与常数RC,R为制动电阻的阻值，C为电解电容的容量；具体制动电路参照原理图：该制动电路的IG盯有两种控制方式，可

3、以选择由控制板的/RGN信号控制，也可以冇功率板内部控制；功率板内部控制时，检测直流母线，并与设置的参考电压比较，该原理图中设置的过压制动的门槛电压为192V,退出制动的电压为186V,形成滞环；（驱动器正常工作电压为直流100V-150V）1制动过程分析：电压正常时：电压比较器U38输出为低，二极管D13-A反向截止，U38反向输入端电压为4.7V；此时IGBT2（制动IGBT关断）;电压过压时：电压比较器U38输出为高，二极管D13-A正向导通，U38反向输入段电压为4.55V；因此退出制动时，直流母线电压降为186V,形成滞环;制动时：三极管Q24集电极输出电压为低

4、，IGBT2导通；同吋电压比较器U39通过检测IG盯2的导通压降Vceon,当Vceon+D37+D38的管压降>5V时，认为IGBT2过流（此时IGBT2的电流约为30A）,U39输出为低电平，二极管D75-A,D75-B正向导通，IGBT关断；当母线电压下降到186V时，IGBT关断，退出制动状态；2二：自举供电电路该设计所采用自举供电电路是由一个二极管和一个电容组成，如下图:自举供电电路驱动模块IR2183的输出接口以上这种自举电路适用于三个上桥臂的IG盯使用同一组电源（VCC）供电，这种方案的优势是简单且成本低，但在占空比和导通时间方面会冇局限，因为耍求对自

5、举电容反复充电。3（1）：自举电容的选择：自举电容的工作方式：1：下桥臂导通时（自举电容充电人VCC通过自举电阻，二极管给自举电容充电；（设二极管正向导通时的管压降为VFJGBT导通吋的压降为Vceon）则电容两端电压：Vbs=VCC-VF-Vceon；2：上桥臂导通吋(自举电容放电)：自举电容放电，Vbs电压下降；考虑Vbs下降的因素：IGBT开启所需门极电荷(QG);IGBT栅源漏电流(ILK_GE);浮动静态电流(IQBS);浮动漏电流(ILK)自举二极管漏电流(ILK_diode);自举二极管前向导通吋的压降(IDS・)内部高压切换所需电荷(QLS);自举电容漏电

6、流(ILK_CAP);上管导通时间仃HON)；在自举电容放电过程中，设所需电荷为Qtot；Qtot二QG+QLS+(ILK_GE+IQBS+ILK+ILK_DIODE+ILK_CAP+IDS・)xTHON设自举电容的容值为Cboot；则在上管导通时间THON内，自举二极管的管压降：△Vbs二Qtot/Cboot；若要维持上桥臂导通，则自举电容两端电压需大于IG盯开通的最低门极电压(Vgemin)：⑵：自举电阻自举电阻和自举电容串联，以限制自举电容刚开始充电时的电流；(3)：自举二极管自举二极管的反向耐压必须大于直流母线电压，并且反向恢复时间要够快(Trr〈100ns)以减

7、少在反向恢复时间内从自举电容向VCC放掉的电荷；即：Vbs-AVbs>Vgemin；AVbs<Vbs・Vgemin;通过上式我们可以求出上桥臂导通时间内，自举电容的最大允许压降，也可以求出自举电容的最小容值：Cboot)Qtot/AVbs；5三：门极驱动电阻的选择门极驱动电阻决定了被驱动IG盯的开关速度，控制门极开通和关断电流；(1)：H极开通电阻的选取：门极开通电阻门极开通过程上图中，开关吋间Tsw为从一开始到平台电压结束时间，Qgc和Qge分别指开通IG盯过程屮，门极到集电极和门极到射极所需电荷。贝Rtot=(