这个马达电路中,电容C23的作用?

2019-03-25 14:47发布

如图,实际验证发现,C23这颗22UF电容,如果去掉的话,马达振感会减弱很多,请问是什么原理?
马达采用PWM信号控制震动强弱模式,PWM的周期为62us.
个人理解,电容在这个地方应该是起到稳压平滑作用的,MOS管开启后,电机启动瞬间电流会很大,电容会充电从而将脉冲吸收掉一部分,但是是怎么影响到马达振动强度的呢?望前辈指点,谢谢。
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9条回答
elec32156
1楼-- · 2019-03-26 22:06
自己试着又分析了下,之所以加上22UF电容后振感增强,原因如下,不知道分析的正不正确,还请前辈们指点:
当22UF电容不在的时候:
由于PWM的占空比为1:6,当马达启动的时候,前面10us的时间内,马达会产生一个反向电动势阻碍电流增加,所以电流是慢慢增加的,而马达的起振需要的电流很大,因为要克服其静止的惯性,当电流还没有达到能让马达转动起来的程度时,10us已经结束,PWM划向低电平,MOS突然断开,导致马达的电流会瞬间变得很小,因为通路上阻抗瞬间变得非常大(当然,因为电流不能突变,所以会产生比较大的感应电动势),在后面的50us内会一直减小。如此循环,导致马达一直无法起振。而当我们用手拨动马达偏心轮的时候,马达可以顺利转动起来,是因为借助外力克服了其惯性,此时不需要那么大的电流就可以转动了。但是因为电流一直比较小,所以震感一直比较弱。
而当22UF电容贴上的情况下,VBAT首先会给电容充电,同样10us结束后,马达的电流并不会很快减小,因为22UF会继续对其进行充电,电流还会继续增加,此时达到马达的起振电流了,马达顺利转动起振。而且在PWM的后50us内电流也不会像前面那种情况瞬间变得很小,因为22UF电容给其提供了一个电流泄放路径,就是给电容充电,此时电容极性反转。如此一来,只要C23在位,电流就不会降到很低,所以震感会明显增强。
以上啰嗦了这么多,哪里理解的不正确的,还请大神指点。感激不尽!
chunyang
2楼-- · 2019-03-26 23:20
elec32156 发表于 2017-3-15 18:07
根据你的理解,有两个问题想再请教下:
1. 前面你讲到振动强度增加,这纯属巧合,是什么意思?实验现象 ...

A1:如果参数不是特别选择的话,振动强度未必会增加,所以需要选择参数,即电容的容量要根据电机参数在一定范围内进行选择,过大、过小都不行。
A2:电容两端的电压不会突变,这将导致电机上电、断电的沿变得平缓,而电容储存的电量会在驱动MOS管关闭时继续为电机提供能源,这将改变电机转速的变化规律,该规律一旦与偏心振动机构的固有频率相近,则振动将被大大增强。
还不理解的话,在纸上作业把波形图划出来。
chunyang
3楼-- · 2019-03-27 02:12
elec32156 发表于 2017-3-16 16:32
自己试着又分析了下,之所以加上22UF电容后振感增强,原因如下,不知道分析的正不正确,还请前辈们指点:
...

电机启动需要的能量较大,如果PWM驱动的能量不能满足自然就不能启动。加上电容后,在MOS管导通期间,因回路阻抗较低,电容会被迅速充电,而MOS管关闭时,电容释放能量维持电机旋转,只要在电容能量释放完成之前MOS管再次导通,那么电机就能启动并维持旋转。即使不要电容,仅用PWM驱动也可以使电机启动甚至达到共振,但这时要求PWM波形的占空比必须提高,且对共振点的选择难度加大。

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