Berechnung der induktiven Rückschlagspannung

Ich steuere einen Schrittmotor ( M42SP-5P ) mit BUZ11 - MOSFETs. Die Wicklungswiderstände sind 22 Ω und jede Wicklung ist 18 mH, wie ich gemessen habe. Ich treibe es mit 24 V an, also sagen wir, die Antriebsspannung beträgt etwa 1 A. Ich weiß, dass das Datenblatt nicht mit mir übereinstimmt, aber dieser Motor ist M42SP-5P, nicht x-5K oder x-5.

Laut MOSFET-Datenblatt beträgt die Abschaltzeit etwa 150 nS.

Ich möchte eine Kick-Back-Diode auswählen, bin jedoch mit der Berechnung der Kick-Back-Spannung verwirrt. Die Gleichung lautet:

v ( t ) = L ∗ d ich ( t ) d ( t )

v ( t ) = 18 ∗ 10 − 3 ∗ 1 150 ∗ 10 − 9

Das gibt uns 120 KV. Das ist verrückt und kann nicht wahr sein, oder? Wo ist mein Fehler in diesem Szenario?

Und nach welcher der folgenden Angaben sollte man im Datenblatt einer Kick-Back-Diode für diesen speziellen Zweck suchen?

ich F S M : Nicht wiederkehrender Spitzendurchlassstrom?

t r r : Maximale Reverse-Recovery-Zeit ?

v R R M : Maximale wiederkehrende Spitzensperrspannung ?

Ist 1N4148 , BA157 für diese Anwendung geeignet?

Antworten (2)

Deine Berechnungen stimmen.

Dies setzt jedoch einen perfekten Induktor voraus. Ein echter Induktor hat eine Kapazität zwischen den Wicklungen und eine parasitäre Kapazität führt dazu, dass die Spitzenspannung viel niedriger ist (versuchen Sie es in SPICE mit / ohne z. B. einem 100-pF-Kondensator parallel zum Induktor).
Auch Dinge wie Luftionisierung verhindern, dass die Spannung große Werte erreicht unter normalen Umständen.

Grundsätzlich steigt die Spannung in Richtung Spitze, bis (normalerweise) etwas nachgibt, was hoffentlich nicht Ihr Transistor / IC oder was auch immer Sie sonst betriebsbereit halten möchten.
Es ist also etwas Paralleles erforderlich, damit die Spannung einen einfachen Entladungsweg finden kann, wie eine Diode oder ein Widerstand / Kondensator.
Jede Diode, die in der Lage ist, sich schnell genug einzuschalten und den kurzen Strom von 1 A zu bewältigen, würde ausreichen, der BA157 sollte in Ordnung sein (ich würde sagen, der 1N4148 ist grenzwertig mit diesem Strom).

Beachten Sie, dass die Entladezeit proportional zur Spannung über der Induktivität ist. Wenn Sie also eine schnellere Entladung benötigen, können Sie entweder einen Widerstand in Reihe mit der Diode schalten oder stattdessen einfach einen Widerstand parallel verwenden und den maximal zulässigen Spannungsanstieg berechnen . Eine weitere gute Option für eine schnelle Entladung ist ein Zener, der auf die maximal zulässige Spannung geklemmt wird.
Da alle diese Methoden den Spannungsabfall über der Induktivität erhöhen, entlädt sie sich schneller.

Nein, 100pF haben es nicht geändert. 200 nF ändert es auf 450 V von 900 V.
@abdullahkahraman - Woher kam der 900V? Ich meinte, es würde es vom "idealen" 120-kV-Szenario reduzieren. Wenn Sie in SPICE eine 1-A-Stromquelle parallel zu einer 18-mH-Induktivität und einem z. B. 1-Meg-Widerstand schalten und über 150 ns von 1 A auf 0 A erhöhen, sollten Sie die vorhergesagten 120 kV sehen. Fügen Sie jetzt parallel 100 pF hinzu und es sollte ein gutes Stück fallen.
Woher kam dieses 1 MB?
Nur um die von der Stromquelle (1 MV) "erzeugte" obere Spannung zu begrenzen, damit SPICE nicht verwirrt wird. Stellen Sie es sich wie einen sehr kleinen Serienwiderstand in einer Spannungsquelle vor.
Ok. Ich werde das ausprobieren und so schnell wie möglich benachrichtigen.
Entschuldigung, ich habe die Kick-Back-Diode nicht in die Simulation eingebaut, deshalb passierte das, denke ich. Jetzt habe ich einen 1N4148 eingesetzt und der Strom ist fast der gleiche Strom, der durch die Induktivität fließt, wenn der MOSFET eingeschaltet ist, ~ 1A.
@OliGlaser Ich habe ein ähnliches Szenario mit einer Stromquelle in LTspice simuliert, aber vorher habe ich versucht, eine Impulsspannungsquelle zu verwenden, um die Basis eines NPN zu steuern und den über seinen CE-Übergang erzeugten Rückschlag zu sehen. Das Problem ist, dass die vom OP veröffentlichte Formel anscheinend nicht zutrifft. Kannst du mir bitte helfen?

Ich hatte einen Magneten in einem mechanischen Zähler, der einen großen Rückschlag hatte. Ich habe wie vorgeschlagen eine Diode hinzugefügt, die sehr geholfen hat, aber das Rauschen, das in einige Eingangskreise eingekoppelt wurde, nicht beseitigt hat. Das Hinzufügen einer Boucherot-Zelle (eine axiale 100-nF-Keramikkappe parallel zu einem 4,7-Ohm-Widerstand - alles zwischen 2 und 5 Ohm wird empfohlen) über dem Solenoid löste das Problem.

Die Verbesserung war mit einem Bereich offensichtlich. Mit der Diode allein waren immer noch 20 V sehr schneller Schwingung, die die Zelle niederschlug.

Ich baue jetzt Schaltkreise auf, bei denen Diode, Kappe und Widerstand zusammengelötet und mit schwarzem Schrumpfschlauch und einem Ring aus rotem Schrumpfschlauch bedeckt sind, um die Polarität zu markieren. Diese werden über Solenoide und Relaisspulen hinzugefügt.

Interessant, ich habe noch nie von einem Snubber als Boucherot-Zelle gehört. Sieht so aus, als hätte es seine Wurzeln im Audiobereich, obwohl allgemeine Snubber schon seit geraumer Zeit im Umlauf sind.
Als Antwort zur RC-Dämpfungsinduktion sollte Folgendes lauten: ... Kappe in Reihe mit einem 4,7-Ohm-Widerstand
Ich dachte, das sah faul aus. Noch nie von einer Boucherot-Zelle gehört. en.wikipedia.org/wiki/Boucherot_cell Wird normalerweise als RC-Snubber bezeichnet. en.wikipedia.org/wiki/Snubber#RC
Berechnung der induktiven Rückschlagspannung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v