電機能量回饋的（de）問題是一個發生在（zài）電機驅動係統裏（lǐ）麵比較常見的一個為題，很多的設計者不得不（bú）選擇（zé）相當於額定電（diàn）壓水平2倍的電機電源電壓等級（jí），這樣就會正價（jià）係統的一個成本。幸好假如我們可以先估（gū）計泵升（shēng）幅度，我們就可以選擇剛好的（de）VM裕度。在這裏，我們就來介紹一個估計泵升水平的方法。
VM泵升波形
圖1展示了在減速過程中由能量回饋引起的典型VM泵升波形。當輸入PWM（脈寬調製）占空比從99％變為70％時，VM電壓從24V被泵（bèng）升至32V。
圖1：電能現（xiàn）象和VM泵升現象
泵升機製
在這裏我們需要一些DC/DC電源管理背景資料以了解泵升機製。因此，讓我們來看看典型的（de）降壓 — 升壓電路是如何工作的；請（qǐng）參閱圖2。有趣（qù）的是，在PWM控製過程中使用H橋驅動電機時，您能同時看到降壓（yā）和升壓的過程。如圖3所示，在PWM的開通時（shí）間段，它是一個典型的降壓電（diàn）路。而圖4中，在PWM的斷開時間段，對反電動勢（EMF）而言，則充當升壓機製中的輸（shū）入電源。
該有刷DC電（diàn）機的運行模式可表示為方程式（1）。
在正常驅動條件下，PWM占空比 = D，該電機將以方程式（2）所示（shì）電壓VDRV驅動的速度運（yùn）行。
根據方程式（1），我（wǒ）們應（yīng）能估算出（chū）
升壓效應將使VBST為
根據方程式（2）、（3）、（4），我們可估算出
因此，在正常運行狀態下不存在VM泵升。
當PWM占（zhàn）空比從D1減小至D2時，就在發生減小的時間點之前，我們可估算出
占空（kōng）比剛剛減小後，電機的速度不（bú）能突然（rán）改變，因此基於新的占空比D2計（jì）算出VBST是
根據方程式（6）、（7），我們可得出
當（dāng）K * D1/ D2 》 1時，我們可估算出
VBST將比VVM高，並引起泵升效應。假設K接近1，那麽任何時候您減小占空比並（bìng）使D2 《 D1，VM泵升均會發生。例如，要是您讓占空比從100％減至50％，則VBST = 2 * VM。要是您讓占空（kōng）比從90％減（jiǎn）至30％，那麽您將看到泵升（shēng）電壓是VM的3倍。
泵升測試（shì）
在實踐中，VM泵升不能像上述方程式（8）估算的那麽高，因為電（diàn）源和VM電容器會有吸（xī）收（shōu）電能的能力，這有助於（yú）降低（dī）泵升水平。為了驗（yàn）證（zhèng）該估算方法，我們可添加一個（gè）從電源到VM的二極管Ts1（如圖5所示），力（lì）圖在沒有電源（yuán）吸收電能的（de）情況下獲得純泵升效應。
圖5：泵升電壓測試結果
表（biǎo）1和圖6展（zhǎn）示了測試結果。（注意：某些泵升電壓超過了DRV8840產品說明書的VM規範標準；這僅適用於測試。絕不建議該器（qì）件在超過規範標準的條件下使用（yòng）。）
表1：泵升電壓的測試結果和計算結果對比
圖7：當PWM占空比從100％減至50％時的VM泵升（測試（shì）包（bāo）含圖5上的Ts1）
降低電壓泵升效應
有（yǒu）兩種方法可控（kòng）製VM泵升：
采用快速衰減模式。當DRV8840處於（yú）快速衰減模（mó）式的時候，圖4所示的升壓拓撲結構就不（bú）複存在了。通常（cháng）情況下，反電動勢EMF將一直低於VM電壓，因此根本不會發（fā）生（shēng）VM泵升。但是這（zhè）種情況下，減速至目標速度，將（jiāng）需要（yào）較長的時間，如（rú）圖（tú）8所示。
圖8：快速衰減時沒有VM泵升
使用瞬態電壓（yā）抑製器（TVS）來強行限製VM泵升。如果您（nín）選擇鉗（qián）位電壓比額定VM等（děng）級稍高的TVS並作為圖5所示（shì）的Ts2放置，那麽它將（jiāng）能強行（háng）限製 VM泵升（見圖9）。筆者用了一個（gè）27V的TVS，VM泵升被（bèi）限製在29.6V。該TVS還（hái）充當了動態製動裝置，使得電機能快速減速。
總結
在電機減速過程中，VM泵升實際上是動（dòng）能回（huí）饋並轉換為電能的指示（shì）。其特性如下：
PWM驅動中包含的泵升電路拓撲（pū）結構是為什麽反電動勢能即使在小於電源電壓的情況下也（yě）能迫使電流回到（dào）VM電源的關鍵因（yīn）素。在減速階段，若使（shǐ）用快速衰減模式則不會引起VM泵升，但電機需要相對較長的時間才能減慢速度。
TVS鉗位法或其它動態製動法可解（jiě）決VM泵升過高的問題，在降低VM泵升（shēng）效應的（de）同時又能保持（chí）較快的減速速度。
上海減速機
