如何安全地消除微型直流电机驱动能量

微型直流电机在驱动减速装置时存储于机械系统的能量会通过微电机驱动返回到电源，假如没法计算此能量的大小就会导致电源的电压升高，使微型电机驱动器或其他部件损坏、发热。那么如何计算消除些能量呢？下面天孚微电机简单讲述。

以微型直流电机有刷电机为例，首先是能量守恒，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，物体通过移动或旋转而产生动能，在微型直流电机系统中动能来源于供电电源，微型电机产生转矩以加速质量运动，在微型电机转子的惯性和电机连接机械系统中都会有能量储存，可以将机械提供设想为微电机轴耦合的飞轮。

微型减速电机的机械系统中的“飞轮”可通过公式½ Iω2计算动能，其中I为惯性力矩，ω 为角速度，微电机的转速越快或惯性越大，那么存储的能量就会越多，物体的运动需要能量，反之微型电机停止或减速时它存储的能量必然有所去处，当微电机电源切断时，运动存储能量就会消散到系统机械损失中，由于摩擦力的影响，大部分能量就被转化成热能，除非是摩擦力非常大，否则微型电机的停止速度也会很慢。此时驱动电机由电动状态变为发电状态，但是由于没有电流路径也会没有电磁转矩来帮助停止电机。

微型直流电机停止旋转时的摩擦力，如果可以为电流提供电流短路输出路径，电流就会产生和旋转方向相反的转矩，这样可使微型电机快速停止，在此情况下制动产生的能量会被消耗在短接电机绕组电阻和电流路径中电阻上，进而以热量的形式散发。

和旋转方向相反的转矩也叫做短路刹车，短路通常是指通过打开H桥的下管MOSFET来提供电流路径当控制系统要快速降低微型电机转速时，施加在微电机上的电流极性就会被反转，以提供与旋转相反的转矩，然后存储的动能可通过微电机驱动电流返回到电源，如果电源是完美的电池那么能量可以回流到电流中并回收，但直流电源一般只能产生电流，由于直流电流无法吸收电流，回流能量只可为进入作为电流一部分电容中，电容存储能量通过公式½cv计算得出，C为电容、V为电压，能量流入电容器后电容器的电压就会增加。

当能量增加后，电容的电压也就会增加，如果能量较小那么电压的增加可忽略不计，如果能量太多或者电容的容量不够那么电压就会上升到破坏性水平，导致微电机驱动电路或其他相同电源电流损坏。可通过放置在电容器来处理回流到电源的能量，这种放大在大多数情况下限制于成本或体积一般不是非常适用，另一种解决方法是采用半导体钳位装置跨接至电源，比如二极管，当电源电压超过正常工作电压时，使用钳位装置击穿电压，当再生能量导致电压上升时，钳位装置可击穿电压以保护系统。返回到电源能量在钳位装置中以热量的形式消散，假如能量大小适中此种方法非常适用。

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