Chopper-Schaltung für dynamischen Bremswiderstand

Ich möchte eine eigenständige dynamische Bremsschaltung für AC-Motortreiber entwerfen, um mit regenerativer Energie umzugehen, die die AC-Quelle nicht verarbeiten kann, was zu einem Anstieg der DC-Busspannung führt. Das Konzept ist in vielen Online-Ressourcen gut etabliert, das die DC-Busspannung erfasst und die Zugriffsenergie in einem „Bremswiderstand“ abführt.

Diagramm

Ich möchte wissen, welche Schaltung normalerweise verwendet wird, die im Diagramm als "Chopper-Modul" bezeichnet wird, und sie möglichst ohne Mikrocontroller entwerfen.

Ich kenne keinen IC, der ausschließlich für diesen Zweck entwickelt wurde. Was mir also einfällt, ist ein Komparator mit Hysterese mit einem Low-Side-Gate-Treiber zum Öffnen / Schließen des Brems-Mosfet. aber nicht so sicher, ob dies eine anständige Wahl ist, bis ich in der Realität teste und sehe, wie gut es funktionieren wird.

Mein Konzept Teststrecke:

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Daher würde ich gerne Ihre Kommentare zu diesem Thema und Korrekturen wissen, wenn ich hier etwas vermisse.

Ich stelle mir vor, dass Sie PWM von 0 auf 100% erhöhen möchten, wenn die DC-Busspannung ansteigt v T H R E S H Ö L D Zu v M A X . Ihr Vergleicher gibt alles oder nichts.
Es würde wie ein Entspannungsoszillator funktionieren, FET zieht den DC-Bus nach unten, dann aus und das Bremsen pumpt ihn wieder hoch. Solange der Widerstand so ausgelegt ist, dass er die volle Bremsleistung abführt, sieht dies gut aus. Möglicherweise möchten Sie einen FET-Gate-Treiber, der sich schneller ein- und ausschaltet als dieser 1k-Pullup, um Ihre FET-Verlustleistung während der Übergänge zu reduzieren.
@Neil_UK, sicher werde ich einen Gate-Treiber verwenden, um den Mosfet so etwas wie MCP1407 anzusteuern, der 1k wird den Eingang von MCP1407 ansteuern.
@Transistor, also was schlägst du vor? Haben Sie eine solche Schaltung entworfen?
Nö. Ich bin ein gewerblicher Anwender. Ihre einfache Schaltung könnte gut genug funktionieren.

Antworten (2)

Was Sie präsentieren, ist eine sehr verbreitete Methode, um mit der regenerativen Energie umzugehen. Es handelt sich um eine einfache Zerhackerschaltung, um die Zwischenkreisspannung durch Ableitung der Energie im Widerstand zu regulieren

Ob die Hysterese in der Hardwaredomäne (Ihrem Komparator) oder in der Software erfolgt, hängt von der Systemarchitektur ab. Ich persönlich habe beides gemacht

Zwei zusätzliche Überlegungen

  1. Bitte legen Sie eine Diode über den Bremswiderstand.

    Die Induktivität eines solchen Widerstands und solcher Leitungen kann eine zerstörerische Spannung erzeugen. Es gibt immer Streuinduktivitäten, aber Aspekte der Leistungselektronik können dazu führen, dass der "induktive Kick" ein echtes Problem darstellt. Die Leitungslängen sind tendenziell länger und der beteiligte Strom ebenfalls höher. Beides trägt aufgrund von zu einem höheren V bei L Δ ICH Δ T

  2. Betrachten Sie einen zweiten Komparator für eine Überspannung.

Wenn der Bremskreis ausfällt, können Sie einen Fehler während der Verzögerung kaskadieren. Leistungselektronik mit Überspannung hat die Angewohnheit zu explodieren. Stellen Sie sich die Situation vor, in der Ihr Bremskreis ausgefallen ist (unterdimensionierter Widerstand, zufälliger Ausfall des Widerstands, FET, Komparators usw.). Ihr Controller wird immer noch verlangsamen, indem er die induktive und Rotationsenergie auf den DClink überträgt. Normalerweise würde dies durch den Zerhacker reguliert werden, aber das existiert nicht mehr und der Zwischenkreis wird weiter ansteigen, solange Energie zu übertragen ist. Irgendwann erreicht etwas seine Lawinenspannung: Inverter oder Kondensator. Die im Kondensator gespeicherte Energie 1 2 C v 2 wird sich nun schnell auflösen und weitere Ausfälle können auftreten und werden auftreten.

Was Kommentar 1 betrifft, habe ich diese Diode gesehen. Vielen Dank, dass Sie klargestellt haben, warum sie verwendet wird. Ich werde sie auf jeden Fall hinzufügen. Was die Überlegung 2 angeht, habe ich es nicht verstanden, was und wie kaskadieren?
Ich habe ein bisschen mehr Informationen hinzugefügt, um zu versuchen, die Bedenken bezüglich der Fehlerausbreitung zu erklären, insbesondere in dieser Situation
Danke, jetzt ist es klarer, der zweite Komparator wird Redundanz aufweisen, aber dieses Mal, um die Steuerung abzuschalten, nein, um einen Bremswiderstand anzuschließen, wenn ich Sie richtig verstehe.
Exakt. Sie müssen sich daran erinnern, dass die höhere Spannung darauf zurückzuführen ist, dass Sie den Rotor verlangsamen. Wenn Sie (vorübergehend) deaktivieren, wird die Quelle der Überspannung unterdrückt. Es ist systemabhängig und da diese Funktionalität in Hardware ausgeführt wird, müssen die zugehörige Stückliste/Kosten berücksichtigt werden. In Software/Firmware ist es eine einfachere Entscheidung.

Ich möchte wissen, welche Schaltung normalerweise verwendet wird, die im Diagramm als "Chopper-Modul" bezeichnet wird, und sie möglichst ohne Mikrocontroller entwerfen.

Im Grunde ist es ein Shunt-Regler - wenn die DC-Busspannung auf einen kritischen Punkt ansteigt, wird der Lastwiderstand über den Bus gelegt, bis die gesamte abgeladene Energie in Wärme umgewandelt wird, aber es kann ausgefeiltere Versionen geben, und diese klingt nach ihrer Beschreibung wie einer von denen.

Ich vermute, dass der MOSFET, wenn die Spannung über einen bestimmten Wert steigt, schrittweise ein- und ausgeschaltet wird, beginnend mit einem niedrigen Tastverhältnis, und wenn der Bus immer noch ansteigt, wird das Tastverhältnis größer und schließlich wird er zu 100% eingeschaltet, bis die Energie vorhanden ist zerstreut. Der MOSFET wird daher effizient angesteuert und die gesamte Wärme im Widerstand abgeführt.

Was Sie also suchen, ist eine PWM-Schaltung, die den MOSFET ansteuern kann, und eine Erfassungsschaltung, die die Busspannung "untersucht", um zu bestimmen, wie das Tastverhältnis sein sollte.

Die Untersuchung wird am besten mit OP-Verstärkern durchgeführt, denke ich? .. PWM-Schaltung, vielleicht ein 555-Timer? .. Ich wünschte, es gäbe eine App-Notiz zu diesem Thema
Ja, es kann ein Operationsverstärker verwendet werden, der beispielsweise eine Ausgangsspannung von null Volt bis zu beispielsweise 1 Volt liefert, wobei 0 Volt null Einschaltdauer und 1 Volt 100 % Einschaltdauer bedeutet. Damit lässt sich ein LTC6992 ( i.stack.imgur.com/Jnhsc.jpg ) ansteuern und dieser kann über einen geeigneten Treiber letztlich den MOSFET ein- und ausschalten. Sie könnten einen 555 verwenden, aber es ist ein bisschen fummeliger.
guter Vorschlag, ich kannte den LTC6992 vorher nicht. Danke