Wie wirken sich Rücklaufdioden (auf einer H-Brücke) auf die Bewegung des Motors aus?

Die Snubber-Dioden sorgen nur dafür, dass die direkt in den Wicklungen des Motors "gespeicherte" Energie abgebaut wird. Da die Richtung des Stromflusses in der Motorwicklung in der gleichen Richtung wie beim Antrieb ist, wird die dissipierte Energie tatsächlich die Drehung fortsetzen und nicht verzögern (den Motor bremsen).

Wenn Sie beispielsweise die Wirkung einer Snubber-Diode auf ein Relais betrachten, führt das Hinzufügen der Diode dazu, dass das Relais seinen Zustand langsamer ändert, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.

Sie können die Zeit steuern, die zum Abführen der Energie benötigt wird, indem Sie zulassen, dass die Rücklaufspannung auf einen größeren kontrollierten Pegel ansteigt.

Hier mit einem einfachen Snubber:

Hier mit Zener zur Erhöhung der Ableitleistung des Snubbers zur Reduzierung des Nachlaufeffekts:

Beachten Sie hier, dass die Zeit, die zum Entladen der Energie benötigt wird, stark reduziert ist.

Die Zeit, die zum Abbau dieser Energie benötigt wird, wird wichtig, wenn Sie die Spannung am Motor umkehren möchten. Die benötigte Zeit wird zum Limit Ihrer Schaltzeit:

Das letzte Element ist die Fähigkeit einer H-Brücke, den Motor zu "bremsen", indem entweder beide High-Side- oder beide Low-Side-Schalter gleichzeitig eingeschaltet werden, um jegliche in Ihrem System gespeicherte Trägheit oder Dynamik abzubauen.

Betrachten Sie das Bild unten. Dies sind die fünf Rechtszustände einer H-Brücke. Es gibt zwei illegale Zustände (wird Schaden anrichten) und vier, die nichts tun.

Alle Schalter AUS - jeder Strom würde durch die Versorgung und den Abfall freilaufen

1 & 2 EIN – positiver Strom kann sich in der Last aufbauen

3 & 4 EIN – In der Last kann sich ein negativer Strom aufbauen

1 & 3 EIN - Null-Volt-Schleife, die den Abfall des Laststroms minimiert ODER die Wicklung kurzschließt.

2 & 4 EIN - Null-Volt-Schleife, die den Abfall des Laststroms minimiert ODER Wicklungen kurzschließt.

Für jeden Zustand wird der aktuelle Pfad angezeigt. Die Dioden sind vorhanden, um sicherzustellen, dass es immer einen Weg gibt, den der Strom der Lastinduktoren nehmen kann.

Es gibt jedoch einen massiven Unterschied zwischen den Freilaufpfaden von State1 & State{4,5}

In Zustand 1, dem "natürlichen" Freilaufpfad, dem sicheren und standardmäßigen Pfad, ist der Haupt-DClink im Schaltkreis. Um den Stromfluss zu erleichtern, muss die Spannung der Last größer als diese Spannung sein. Dies führt dazu, dass der Strom relativ schnell abfällt und somit ein gewisses Verzögerungsdrehmoment an der Welle auftritt

Im Zustand {4,5} kann eine "Null-Volt-Schleife" über der Last hergestellt werden und somit spart der Freilauf den Strom der Lastinduktivitäten. Sobald der Rotor angehalten hat, erleichtern diese Schemata jedoch einen Pseudo-Verriegelungsmechanismus

Man muss zwischen zwei verschiedenen Effekten unterscheiden:

1. Die in den Motorspulen gespeicherte induktive Energie, die beim Abschalten des Stroms "Rücklauf"-Spannungsimpulse erzeugen
2. Die Gegen-EMK des Motors, die (bei ausgeschalteter Brücke) einfach die EMK des als Generator wirkenden Motors ist.

Die Flyback-Dioden geben die induktiven Spitzen einfach an die Versorgung zurück, anstatt eine übermäßige Spannung zu erzeugen, die die Transistoren zerstören könnte. Die beteiligte Energie ist normalerweise relativ gering und hat wenig Einfluss auf einen freilaufenden Motor. (Und wenn ja, kann der Effekt mit den Snubber-Tricks in Jacks Antwort minimiert werden).

Die Gegen-EMK – oder Generator-EMK – ist drehzahlabhängig und im Allgemeinen geringer als die eingehende Versorgungsspannung. Wenn Sie also einfach die Brücke ausschalten und den Motor freilaufen lassen, ist die erzeugte EMF nicht hoch genug, um eine der Dioden einzuschalten, und der Motor läuft normalerweise frei - mit zwei wichtigen Ausnahmen.

1. Wenn Sie auch die Versorgungsspannung von der Brücke entfernen, versorgt der Generator die Schaltung über die Dioden. (Eine Form des regenerativen Bremsens besteht darin, einen Aufwärtswandler zu verwenden, um die Batterie aufzuladen, während dies geschieht). Da Sie jedoch nicht bremsen möchten, können Sie dies vermeiden, indem Sie die Brücke mit Strom versorgen, auch wenn alle Transistoren ausgeschaltet sind.
2. Wenn der Motor von seiner Welle angetrieben wird - zB ein bergab fahrendes Auto - schneller als seine Höchstgeschwindigkeit, kann die erzeugte EMF die Versorgungsspannung überschreiten und die Dioden einschalten. Dadurch wird die Versorgungsspannung erhöht und entweder die Batterie aufgeladen oder möglicherweise andere Elektronik an der Versorgung zerstört.