Dimensionamiento del diodo para puente H de motor de CC

¿Cómo calculo el tamaño de los diodos utilizados en un puente H para un motor de CC? ¿Cuál es la relación entre los parámetros del motor y los parámetros del diodo?

Me gusta esta pregunta. He respondido con las heurísticas ad-hoc que otros me han dicho. Sin embargo, alguien en EE.SE debe poder responder con las matemáticas, la ciencia y la ingeniería adecuadas.

Respuestas (2)

Esta no es una respuesta adecuada. La publicación es para dar algunos esquemas para ayudar a generar algunos comentarios basados ​​en la respuesta de @gbulmer.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. En t = 0, el puente H y el motor están en conducción.

esquemático

simular este circuito

Figura 2. En t = 0+ todos los interruptores del puente H están abiertos. Tenga en cuenta la inversión de voltaje en el motor.

  • En el instante antes de que se abra el puente H, fluye una corriente I en el motor.
  • En el instante posterior a la apertura del puente H, la misma corriente fluye en el motor debido a su inductancia. Los diodos D2 y D3 proporcionan el camino para la corriente.
  • Para polarizar hacia adelante los diodos, debemos obtener una inversión de voltaje en la bobina del motor.
  • Este circuito se basa en que la fuente de alimentación pueda absorber la corriente del motor de alguna manera.

Como se discutió en los comentarios de respuesta de gbulmer, sospecho que los diodos solo deberían clasificarse para el voltaje de suministro (más el margen de seguridad) y la corriente máxima del motor sobre la base de la Figura 2.

Puede tratar esta "respuesta" como una publicación wiki y no dude en mejorarla.

Estoy de acuerdo en que el voltaje no debería cambiar, pero si el motor se detiene y luego se apaga, ¿no sería esa la corriente contra la que los diodos deberían protegerse?
Acordado. La corriente de bloqueo debe tenerse en cuenta según " los diodos solo deben estar clasificados para ... la corriente máxima del motor según la Figura 2 " .
Supongo que, como mencionó gbulmer, es más un proceso suelto al elegir diodos en lugar de una fórmula matemática. Personalmente, no estoy de acuerdo con eso, pero necesito comprar algunos diodos :) Entonces, ¿hay alguna preocupación con la sobreestimación? Por ejemplo, supongamos que tiene un motor con un bloqueo de 3A, en lugar de un diodo de 3A, ¿hay algún daño con un diodo de 6A solo para estar seguro?
Tener un margen de seguridad positivo es una buena práctica de ingeniería. Solo mire el tiempo de encendido del diodo. Los diodos lentos pueden permitir que el voltaje sea lo suficientemente negativo durante el tiempo suficiente para causar algún daño. ¿Alguien más puede ayudar con esto?
¿Qué es el tiempo de encendido al que se hace referencia en una hoja de datos?
hey, yo estaba incidente en esta respuesta. en t=0+, ¿por qué conducen esos diodos (D2 y D3)? Sus etiquetas de voltaje muestran que ambos terminales están al mismo nivel potencial.

No he visto una respuesta definitiva de ingeniería con una explicación para esto. Así que esto es solo un 'Hombre de paja' o 'Tía Sally' para ser derribado o mejorado.

La respuesta aglomerada de 'folklore' que obtuve de personas con más experiencia que yo fue:

  • los diodos deben manejar más que la 'corriente de funcionamiento normal', pero
  • no es necesario manejar tanto como la corriente de parada,
  • debe tener un voltaje inverso aproximadamente 5x o más alto que el voltaje de operación
  • debería cambiar mucho más rápido que la frecuencia PWM, pero
  • los diodos del cuerpo de un interruptor de puente H MOSFET podrían ser suficientes de todos modos,

Todo eso suena razonable, pero se siente insatisfactoriamente ad-hoc. Así que me gustaría una mejor respuesta con las matemáticas, la ciencia y la ingeniería también.

" Los diodos deben manejar más que la 'corriente de funcionamiento normal', pero no es necesario que manejen tanto como la corriente de bloqueo. " Nunca lo he leído, pero me parece que la peor corriente que el diodo tendrá ver es la corriente en la bobina en el momento de la interrupción. Esa sería la corriente de estancamiento. " ... debe tener un voltaje inverso aproximadamente 5x o más alto que el voltaje de funcionamiento ". Me pregunto por qué. Cuando están polarizados inversamente, solo deberían ver el voltaje de suministro. " ... debería cambiar mucho más rápido que la frecuencia PWM ". De acuerdo.
@transistor Mi punto es que las ideas suenan plausibles, pero tenían 'agitación manual'. IIRC, el voltaje inverso se basó en que la inductancia del motor podría crear un voltaje relativamente alto, que se aplicaría a los diodos si se abrieran todos los interruptores del puente H. AFAICT era un argumento de que la corriente a través del motor nunca podría ser tan grande como el bloqueo si se estuviera moviendo, y si se detuviera, las corrientes inversas nunca podrían acercarse a la corriente de bloqueo, ya que era puramente inductivo sin 'motor como generador ' energía. Pero escribí, me gustaría el razonamiento de ingeniería y las matemáticas.
Lo siento si no fue claro, pero no estoy discutiendo contigo en absoluto. Tus respuestas son muy plausibles. Su respuesta me llevó a pensar un poco más en el tema y ahora me hace pensar en lo que sucede cuando todos los interruptores del puente H se abren al mismo tiempo. Publicaré un esquema como una respuesta a medias para generar algunos comentarios.
@transistor: no tomé sus comentarios como negativos de ninguna manera, espero no parecer demasiado 'optimista'. Creo que el OP publicó una buena pregunta, que merece tener una buena respuesta, pero no he encontrado un modelo de ingeniería adecuado y convincente en la web; eso es asombroso Publiqué porque esas son las heurísticas que he reunido, pero en realidad no son ciencia e ingeniería. Estoy feliz de haberlos derribado o explicado adecuadamente. Decidí no poner las explicaciones ad-hoc en las viñetas para mantenerlo como un escueto 'Hombre de paja' o 'Tía Sally'.
Ningún problema. Ver mi "respuesta".
Dimensionamiento del diodo para puente H de motor de CC
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