Двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов (Permanent magnet DC, PMDC) обеспечивают меньшие размеры решений и повышенный КПД в таких приложениях, как портативные пылесосы и беспроводные электроинструменты. При проектировании изолированного источника питания для двигателей PMDC необходимо учитывать несколько факторов – переходную характеристику, требуемую пиковую нагрузку, размеры решения и стоимость, – которые напрямую влияют на конструкцию силовой части и выбранную топологию преобразователя энергии.

Одна из особых проблем, связанных с двигателями PMDC, заключается в том, что пиковый ток двигателя может в несколько раз превышать его ток в установившемся режиме. Эта пиковая нагрузка напрямую влияет на выбор топологии и стоимость изолированного источника питания. Чтобы проиллюстрировать эту характеристику PMDC, рассмотрим базовую формулу для рабочего напряжения двигателя постоянного тока (1):

(1)

где

V_S – напряжение питания, приложенное к двигателю,
V_B – противо-ЭДС двигателя,
V_L – падение напряжения на индуктивности ротора,
I_A – ток якоря,
R_A – сопротивление обмотки якоря.

Эта взаимосвязь составляющих рабочего напряжения показана на Рисунке 1.

Рисунок 1.	Характеристики PMDC иллюстрирует упрощенная модель двигателя постоянного тока.

Когда двигатель полностью неподвижен, противо-ЭДС равна 0 В (при отсутствии какого-либо вращательного движения), а ток, потребляемый двигателем, ограничен только сопротивлением якоря. Поскольку сопротивление обмотки якоря в типичном случае составляет менее 1 Ом, начальный ток, потребляемый двигателем при подаче полного номинального напряжения питания, может быть в несколько раз больше, чем в установившемся режиме, до того, как возникнет противо-ЭДС.

1. Datasheet Texas Instruments TL331
2. Datasheet Texas Instruments UCC256402