ESC desconectando la batería mientras BLDC está girando la protección

Los usuarios regulares lineales tienen la debilidad de que pueden engancharse si su salida es más alta que su entrada. Esto es especialmente preocupante en los dispositivos que funcionan con baterías, especialmente en los automóviles.

Si tiene suerte, la capacitancia de salida es relativamente baja, de modo que cuando la entrada se desconecta, este "bloqueo" simplemente descarga la capacitancia de salida. Con el tiempo, esto degradará el regulador.

En este caso específico, acaba de quitar la energía al ESC, el rotor del BLDC todavía tendrá energía almacenada (\ $ E = \ frac {1} {2} J \ omega ^ 2 \ $). Su rotación producirá una cierta tensión terminal (\ $ V = K_e \ omega \ $).

Se ha eliminado la potencia de entrada, pero aún habrá voltaje presente en la salida del regulador debido al desacoplamiento local, pero también posiblemente debido al hecho de que hay energía inercial almacenada que se está rectificando nuevamente en su enlace local ESC (ESC circuito específico)

La solución más sencilla es incluir un diodo de protección inversa a través del regulador para garantizar que la salida nunca aumente más que una caída de diodo que su entrada.

  

ACORTARLAENTRADADELREGULADOR

    

Cuandoseusancondensadoresgrandesenlasalidadeestosreguladores,un  diododeprotecciónconectadodeentradaasalidapuedesernecesariosiel  Laentradaestácortocircuitadaatierra.Sineldiododeprotección,unaentrada  cortoharáquelaentradaseacerquerápidamentealpotencialdetierra,mientrasque  lasalidapermanececercadelVOUTinicialdebidoalacargaalmacenada  enelcondensadordesalidagrande.

    

Elcondensadorsedescargaráatravésdeunagranentradainternaa  Salidadiodoytransistoresparásitos.Silaenergíaliberadaporel  Elcondensadoressuficientementegrande,estediodo,metaldebajacorrienteyel  Elreguladorserádestruido.EldiodorápidoenlaFigura21sederivará  Lamayoríadeloscondensadoresdescargancorrientealrededordelregulador.  Generalmentenoserequierediododeprotecciónparalosvaloresdesalida  Capacitancia≤10μF.

enlace

Si el regulador realmente está clasificado a 20V, entonces tiene un problema, porque una Lipo 5S completamente cargada tiene más de 20V. Ejecutar componentes electrónicos en (o más allá) sus calificaciones máximas absolutas nunca es una buena idea.

La mayoría de los ESC se detendrán después de unos segundos si se elimina la entrada de señal. Esta es una característica de seguridad importante para evitar que el motor funcione si falla el enlace de control. La desconexión de la batería es un último recurso y no debe hacerse, sin embargo, el circuito debe diseñarse para manejar esa situación en caso de que ocurra por accidente.

El motor normalmente no producirá un voltaje más alto que los suministros de la batería, pero sus devanados tienen una inductancia que causa un pico de voltaje cada vez que se les desconecta la alimentación (miles de veces por segundo cuando el motor está en funcionamiento). La mayoría de los ESC tienen uno o dos condensadores "a granel" a través de la entrada de alimentación para absorber estos picos de voltaje. Sin embargo, su ESC parece tener solo pequeños condensadores que son inadecuados, y depende de la batería para mantener el voltaje bajo.

Debe conectar un capacitor electrolítico de bajo ESR de gran valor (por ejemplo, 220uF) a través de la entrada de alimentación del ESC, ya sea soldado directamente a la PCB o en los cables de alimentación.

En términos generales, todos los motores eléctricos tienen una especificación llamada 'Ke'. Este 'Ke' describe cuántos miles de RPM obtienes por voltio aplicado.

Ke == x KRpm / Volt

Entonces, si tiene un motor con un 'Ke' de 1k RPM / voltio y una batería de 20 voltios, las rpm máximas que puede alcanzar son Ke * 20, o 20kRPM (20000 RPM). Esta regla se aplica a todos los motores y circuitos de accionamiento, en general.

Como ya está familiarizado, cada motor eléctrico es también un generador. La misma regla de Ke se aplica, solo a la inversa. Entonces, si estaba girando a 20kRPM y desconectando la alimentación, el motor ahora genera 20k RPM / 1 (KRPM / voltio), o 20 voltios.

Esto implica que si el controlador simplemente ajustara los 6 FET en OFF, el motor generaría 20V, y luego decaería a 0V cuando la fricción detiene el motor, y los imanes en el rotor ya no inducen una corriente en los devanados. Esta energia  Los generados por el motor fluyen a través de los diodos del cuerpo de los FET. Por lo general, esta energía calienta las grasas (debido a la pérdida del diodo), pero no causa daños.

En su escenario, desconectó la alimentación del controlador FET. Necesitamos examinar cuidadosamente el comportamiento del controlador y los controladores de la puerta ahora. Lo que esto puede hacer es hacer que las mascotas se enciendan y apaguen muy rápidamente, lo que convierte al sistema en una bomba de carga. Si esto sucede, es posible utilizar la inductancia en el motor para generar pulsos de energía mucho más altos que el voltaje de la batería. Si tiene frenado regenerativo encendido y desconecta la batería, ¿a dónde va toda esta energía regenerativa? Como puede encontrar, esta energía se convierte en alto voltaje, lo que provoca un fallo en la electrónica.

Podemos evitar esta generación de alto voltaje configurando de manera segura los FET en el estado APAGADO, y evitando que se vuelvan a encender cuando se desconecta la batería. Si, al retirar la batería, el regulador se deteriora y luego se recupera de la energía generada del motor, debe tener precaución para que los FET no se enciendan y apaguen brevemente. De lo contrario, puede generar voltajes altos de nuevo. Tenga en cuenta que esta condición puede oscilar varias veces.

I.e. La batería se desconecta. Los controladores de la puerta y la MCU agotan sus capacitores y se apagan. El apagón hace que los FET se enciendan y apaguen brevemente. Esto 'patea' energía al motor cuando se encienden los FET, y luego, cuando se apaga, la energía regresa a su regulador. Esto vuelve a encender el sistema, que luego drena los condensadores nuevamente, y el ciclo se repite hasta que el motor ya no puede generar suficiente energía para "hacer parpadear" el sistema nuevamente.