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标题: 电机前面的二极管的作用？求指点！ [打印本页]
作者: robotouch    时间: 2011-11-20 20:59
标题: 电机前面的二极管的作用？求指点！
下面图中OUT3和OUT4是驱动芯片L298N的两个输出。请问二极管D1、D2、D3、D4是做什么用的？求高人赐教，不胜感谢啊！
file:///C:/Users/zds/Desktop/电机.jpg

[ 本帖最后由 robotouch 于 2011-11-23 23:14 编辑 ]
作者: wyfmx    时间: 2011-11-20 21:32
图片没有显示出来:em04: 。。。。。。。。。。

估计你上传后未显示出来的图片是下面这个：
(, 下载次数: 37)
上网查了一下L298N的资料后，可明确地告诉你：D1~D4是续流二极管，用于泄放掉马达线圈所感生出来的反峰脉冲电压，以保护L298N内部三极管（组成了控制正反转的H驱动桥）不被反峰电压击穿。因此，D1~D4在实际电路中绝对不能省略！！！！
建议：D1~D4耐压必须大于一倍的+Vs、电流不低于1A的快恢复二极管为妥（图中，有英文注明了关于D1~D4的电气参数要求）。

[ 本帖最后由 wyfmx 于 2011-11-20 22:05 编辑 ]
作者: 加菲菲    时间: 2011-11-20 21:36
虽然看不到图 估计是那四个续流的二极管
作者: xdzhang    时间: 2011-11-20 21:41
:em15: 关断mos管用的
作者: zhujiantt    时间: 2011-11-20 22:25
续流二极管
作者: robotouch    时间: 2011-11-22 22:56
标题: 回复 沙发 wyfmx 的帖子
大侠威武。这都能给出答 案。

继续请教一下，我分析了一下电流流向，电机感生出来的电流是从电源的正极流入，负极流出。但是通常电源不都是电流从正极流出的嘛，这对电源没有影响吗？？？
作者: robotouch    时间: 2011-11-22 22:58
标题: 回复 藤椅 加菲菲 的帖子
:em00:
作者: robotouch    时间: 2011-11-22 22:59
标题: 回复 板凳 xdzhang 的帖子
:em00:
作者: robotouch    时间: 2011-11-22 22:59
标题: 回复 地板 zhujiantt 的帖子
:em00:
作者: 加菲菲    时间: 2011-11-22 23:38
原帖由 robotouch 于 2011-11-22 22:56 发表
大侠威武。这都能给出答 案。

继续请教一下，我分析了一下电流流向，电机感生出来的电流是从电源的正极流入，负极流出。但是通常电源不都是电流从正极流出的嘛，这对电源没有影响吗？？？

不是这样子的,电极线圈感应电动势是独立的一个源,和电源是两个独立的源,续流二极管只是給这个源一个自我损耗的路径,如果没有续流二极管的话,线圈的反电势和电源将会是一个串联的关系,加在MOSFET上的电压就会大大增加......个人见解
作者: datiao    时间: 2011-11-23 00:25
其主要作用是降低电源的负载，保护场效应管。
作者: robotouch    时间: 2011-11-23 22:05
标题: 回复 10楼 加菲菲 的帖子
首先感谢您这么热心，不厌其烦的帮我答疑解惑。  但是我还想继续问几个问题。  我现在确信这几个二极管是非常必要的。   电源与和感应电动势是两个独立的源我也能理解，但是感应电动势总要有个回路吧，那这个回路如果不经过电源，会经过哪里呢？恳请大侠继续指点！
作者: robotouch    时间: 2011-11-23 22:09
标题: 回复 11楼 datiao 的帖子
datiao前辈的回答又是一个思路，恳请详细指点。
作者: robotouch    时间: 2011-11-23 23:15
图片贴上来了。:em24:
作者: yangbdyc    时间: 2011-11-23 23:30
原帖由 wyfmx 于 2011-11-20 21:32 发表
图片没有显示出来:em04: 。。。。。。。。。。

估计你上传后未显示出来的图片是下面这个：
868317
上网查了一下L298N的资料后，可明确地告诉你：D1~D4是续流二极管，用于泄放掉马达线圈所感生出来的反峰脉冲电压 ...
:em26: 专业
作者: 加菲菲    时间: 2011-11-24 14:41
原帖由 robotouch 于 2011-11-23 22:05 发表
首先感谢您这么热心，不厌其烦的帮我答疑解惑。  但是我还想继续问几个问题。  我现在确信这几个二极管是非常必要的。   电源与和感应电动势是两个独立的源我也能理解，但是感应电动势总要有个回路吧，那这个回路如果 ...

就是回到自己，通过续流二极管发自己的感生电动势短路掉
作者: robotouch    时间: 2011-11-24 23:12
标题: 回复 16楼 加菲菲 的帖子
对对对，前辈总算是明白我的意思了。现在我就想知道他回到自己走的是哪条路径？  谢谢了先！
作者: wyfmx    时间: 2011-11-28 01:31
原帖由 robotouch 于 2011-11-24 23:12 发表
对对对，前辈总算是明白我的意思了。现在我就想知道他回到自己走的是哪条路径？  谢谢了先！


对某个电路中的电流流向的分析，千万不能单看局部电路（如你提供的电路图）。要从整个电路的工作原理、整个电路的框图、以及所使用的元器件特性来做全面、细致的解析。
因为，电路中有感性元件（直流马达是感性元件的一种），所以，要应用“楞次定律”来分析反向感生电压的方向。


为了便于解释你的疑惑，下面的附图1是L298内部的“电路框图”，附图2是L298的“双向直流电机控制”原理图。
我将辅以简要的电路工作原理说明（文字还是觉得多了一些。没办法啊！就让眼睛吃点亏吧！不然就没法彻底弄懂了。）和一些简要的图片，来帮你理解并找到泄放掉反电动势的回路。


                                                   第一部分        电路分析
附图1：电路框图
(, 下载次数: 19)
注：为便于后续的分析，将以右半边的电路为例。同时，将标注有数字3的上面的门电路命名为Q；数字3下面的门电路命名为R；数字4上面的门电路命名为S；数字4下面的门电路命名为T。

由附图1可见：
1）、L298内部有两个完全相同的桥式驱动电路构成，分别驱动两个直流电机的正反转；
2）、组成桥式驱动的是四个大功率的NPN三极管，两路共8个；
3）、控制每路四个功率管的则是四个Q\R\S\T门电路，两路共8个；
4）、控制直流电动机正、反转的是由In1和In2，另一路是In3和In4；
5）、EnA和EnB是禁止输出控制。

附图2：双向直流电机控制
(, 下载次数: 14)
由附图2中左侧的典型应用电路图和右侧的真值表（这类表格，对电路工作状态的分析非常重要！）可见：
1）、当禁止端（Ven）为高电位、控制端In3（图中标注为“C”）和In4（图中标注为“D”）处于不同的电位时，相应的门电路驱动桥臂上的三极管，使马达分别工作于正转或反转状态；
2）、当禁止端仍处于高电位时，两个控制端处于相同的电位时，控制马达“快速停止”转动（原文是:Fast Motor Stop）。
请特别注意：这个状态分析和“快速”这个形容词，它将有助于分析后面的反电动势泄放回路！
3）、当禁止端处于低电位时，不论两个控制端处于何种电位、也不论其电位是否相等，马达均不会转动。
讲到这里，电路的工作原理基本分析完毕了。



                                               第二部分      反电动势的泄放回路

下面就是要回过头看看反电动势的泄放回路了！
前面说到的“请特别注意……”，细想：如何才能使马达快速停止（转动）呢？现实告诉我们，要实现快速马达停止有三个方法——方法1：短路直流马达的两个电极（同时须断开电源回路）；方法2：给马达施加反向电压，短时间内施加使其倒转状态时的工作电压；方法3：外置机械刹车装置。
显然，方法2和方法3都是不现实的！方法2会造成相当大的涌浪电流，使电源和相关元件处于过载而烧毁。方法3会额外增加制造成本和磨损。
那剩下的只能是方法1了！
再回看附图2的真值表，当In3和In4（C和D）处于相同电位（H或L）时，它们所控制的四个门电路就有以下的两个输出状态：
1）、当C和D=H时，附图1中相关的门电路Q和S输出H的同时，R和T输出L电位。这就使得输出桥的两个上臂三极管导通、两个下臂三极管截止。
2）、当C和D=L时，附图1中相关的门电路Q和S输出L的同时，R和T输出H电位。这就使得输出桥的两个上臂三极管截止、两个下臂三极管导通。
因此，实现马达“快速停止”的答 案就是：利用驱动桥的上桥臂或下桥臂，将马达的两个电极短路，同时也利用马达转子的自身惯性而切割磁力线产生的反电动势（包括线圈自身产生的反电动势），使马达快速停止转动。
也正是这个“功能”，它实现了反电动势的泄放！

至此，困扰你的反电动势的泄放回路和那四个二极管的作用，便可轻易地找到和理解了！
现假设一种运转到停止的状态如下：
马达正转，电流从马达的左侧流向右侧（左正右负）。那么，当停止信号到来后、电源被切断的瞬间，马达会感生出与原电源电压极性相反的、幅值高于N倍电源电压的反电动势——即左负右正。
这时，感生出来的反电动势就会通过上桥臂或下桥臂的三极管和一个二极管予以泄放掉了（请你结合第二部分关于门电路工作状态的描述来分析。因为，门电路控制着驱动桥中的三极管的导通还是截止）。

下面四个图也是为了便于你理解，我绘出的反向电动势（电压）的流向回路。依据上臂导通或下臂导通、正转停止和反转停止，共有四种泄放回路（电路中四只续流二极管的绘制位置，是在下 载的资料上添加的，可能会使你在观看时费些周折……）。
A:正转停止（反电动势右正左负）+上臂导通：
(, 下载次数: 20)
B:反转停止（反电动势右负左正）+上臂导通：
(, 下载次数: 15)
C:正转停止（反电动势右正左负）+下臂导通：
(, 下载次数: 13)
D:反转停止（反电动势右负左正）+下臂导通：
(, 下载次数: 16)



                                                                第三部分   总结

反电动势并不经由你在12楼所想像的“通过电源回路”泻放掉的。而是依照电路处于不同的工作状态，采用四种不同的泄放回路。
在这类驱动电路中，续流二极管的质量和选用的型号、参数，决定着马达驱动模块的使用寿命——会不会不被马达的反向电动势击穿。
因为，硅二极管的正向压降为0.7V、硅NPN型三极管的饱和压降也为0.7V。所以，反电动势的最高电压被钳位于1.4V左右。被钳位于如此低的反电动势，就不会对相关元器件造成致命损伤了。













[ 本帖最后由 wyfmx 于 2011-11-28 21:53 编辑 ]
作者: 椰岛    时间: 2011-11-28 07:12
Ls讲的不错，电路根据不同的驱动方式会呈现出相应续流作用，这种没有全关断的续流方式电机会停得更快。
通过电源回路续流的也很常用，这种从电源正极流入的方式可称为“能量回收”。
这种对电池（电源）充电的续流方式可谓更环保。
作者: heng362224820    时间: 2011-11-28 09:28
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: 电吉他    时间: 2011-11-28 21:26
强大，电路高人。
作者: 平稳着路    时间: 2011-11-28 21:36
高，lz老是从四个二极管和电机线圈之间找回路了，会发现总有一个二极管是反相截止的，所以找不到回路。这样结合驱动的内电路就可以找到回路了。真高！！
作者: wyfmx    时间: 2011-11-29 11:28
标题: 自己顶上来
辛辛苦苦写了那么多，别沉了啊！
LZ怎么不来看看……
作者: 吖龙    时间: 2011-11-29 11:51
我顶你，不让他沉。。。。
作者: 吖龙    时间: 2011-11-29 11:56
我顶你，不让他沉。。。。
作者: artwar    时间: 2011-11-29 12:19
文科毕业的飘过，，，，，。。。。。。
作者: 加菲菲    时间: 2011-11-29 14:38
不过还有一个问题，就是没有使用刹车功能时的泄放回路，似乎还是要经过电源回路，这样就不好解释“不是通过电源泄放”了
作者: 平稳着路    时间: 2011-11-29 16:09
原帖由 加菲菲 于 2011-11-29 14:38 发表
不过还有一个问题，就是没有使用刹车功能时的泄放回路，似乎还是要经过电源回路，这样就不好解释“不是通过电源泄放”了
不会吧朋友，不会跑到电源回路的。泄放电路一打开，电阻是很小很小的，电流不会流到别处的。
作者: jsc1974    时间: 2011-11-29 17:11
頂，以前在學校是學電路的，離開後也沒在用
作者: robotouch    时间: 2011-11-29 22:22
标题: 回复 18楼 wyfmx 的帖子
真是太给力了。我都不知道怎么表达感谢和仰慕的情意了。拜师！
作者: wyfmx    时间: 2011-11-29 22:22
原帖由 加菲菲 于 2011-11-29 14:38 发表
不过还有一个问题，就是没有使用刹车功能时的泄放回路，似乎还是要经过电源回路，这样就不好解释“不是通过电源泄放”了



呵呵！一开始我也被困扰在与你一样的思路中……
后来，看了那典型应用线路图和真值表后得知：除非禁止端处于低电位（这时，不论控制端接收到了什么信号，马达都不会运转），否则，正、反转控制端（下图中的控制端C和D）的电位一旦相等（不相等的话，马达就会转动了。至于是正转还是反转，那就得看哪个控制端是高电位了）后，驱动桥里的4个驱动三极管，总有一对（或两个上臂、或两个下臂）处于饱和导通状态。也就是说：内部电路在设计中就给泄放反电动势留下了回路，故而，不会出现通过电源来泄放反电动势的。

烦请仔细观看、分析下面这张图片：
(, 下载次数: 16)

另外：没有刹车功能的驱动桥，会采用电容来吸收反电动势——视马达的功率，在马达的两个电极并接一个0.47~4.7μF的无极性电容。如下图：
(, 下载次数: 16)
工作原理简述：红色的正负极表示施加于马达上的电压，那么并接的电容也会被充电成左正右负的电压。当切断马达的电源后，马达上会感生出蓝色的字体的左负右正的反电动势。这反电动势刚好与电容里原先充的电压极性相反。于是，电容里的电就会与反电动势进行相互抵消、吸收。
这个吸收电容的容量不能选择得过大，过大会造成启动时的涌浪电流陡增，对驱动桥不利！
若是双向驱动的电路，则一定要采用无极性电容。手头没有无极性电容的话，可采用有极性的电解电容如下图所示的那样串接后代用。
(, 下载次数: 14)
电容串接后的容量计算：C串=（C1×C2……Cn）÷（C1+C2……Cn）

[ 本帖最后由 wyfmx 于 2011-11-30 10:29 编辑 ]
作者: robotouch    时间: 2011-11-29 22:25
标题: 回复 19楼 椰岛 的帖子
前辈的意思是，电流还是会通过电源正极流入？
作者: wyfmx    时间: 2011-11-29 22:56
原帖由 robotouch 于 2011-11-29 22:25 发表
前辈的意思是，电流还是会通过电源正极流入？

不！
在这个使用L298的直流电机正反转驱动电路中，只要整个电路处于正常工作状态下，泄放反电动势的回路永远不会通过电源。
作者: jesen_2010    时间: 2012-9-3 10:42
终于明白了，谢谢wyfmx的详细讲解。谢谢！



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