¿Por qué los diodos de retorno en el puente H no dañan la fuente de alimentación?

Actualmente estoy aprendiendo a conducir un pequeño motor de CC (~ 5V). Mi investigación hasta ahora indicó que un L298N podría ser una buena opción para poner en marcha algo rápidamente. Sin embargo, también estoy tratando de entender qué está sucediendo exactamente (es decir, el puente H interno) y hay algo que realmente no me queda claro. El circuito de ejemplo en la hoja de datos en la página 6 usa cuatro diodos flyback en una configuración que parece ser común para los puentes H (ya que otros sitios recomiendan circuitos similares de puente H). La configuración, descuidando el L298N por un momento, esencialmente se ve así:

Ahora, si lo entiendo correctamente, estos diodos proporcionan una ruta para que el motor mantenga el flujo de corriente cuando los MOSFET se apagan para evitar picos de voltaje grandes. Sin embargo, el camino para esta corriente parece ir directamente a través de la fuente de energía en la dirección inversa . Es decir, se invierte en relación con la dirección de la corriente que normalmente suministra una fuente de energía. Esto se indica en la figura a continuación.

Como soy relativamente nuevo en el mundo de la electrónica, parece una cosa extraña. Entiendo que esto funciona en papel si la fuente de alimentación es una fuente de voltaje constante ideal . Pero, ¿es esto realmente seguro en la vida real? Digamos que estoy usando algunas baterías alcalinas para alimentar mi proyecto, entonces esta corriente inversa parece recargarse. Y la página de Wikipedia sobre baterías alcalinas dice:

Los intentos de recarga pueden causar la ruptura o la fuga de líquidos peligrosos que corroerán el equipo.

¿O qué sucede si estoy usando una fuente de alimentación de laboratorio o incluso un regulador de voltaje como fuente de voltaje? La forma en que se manejan estas corrientes inversas no tiene mucho sentido para mí y me preocupa que pueda explotar mi equipo ... ¿Alguien podría aclararme por qué el circuito de arriba es realmente seguro? Y si no es seguro, ¿por qué muchos sitios lo recomiendan y qué circuito debo usar en su lugar?

Los diodos tienen dos propósitos distintos.

1. Bajo el frenado regenerativo, devuelven el voltaje generado a la fuente de alimentación (donde con la electrónica adecuada, puede usarse para recargar la batería). Tenga en cuenta que a menos que el motor funcione por encima de su velocidad normal, el voltaje generado no será mayor que el voltaje de suministro, por lo que está dentro de la clasificación de voltaje de la fuente de alimentación. Por lo tanto, la fuente de alimentación normalmente puede soportar esto, pero si no puede absorber la corriente (ya sea para cargar una batería o descargarla en una resistencia de frenado), habrá poco o ningún efecto de frenado.
2. Los diodos también devuelven picos inductivos (desde las escobillas del motor) al suministro, y estos pueden ser de cientos de voltios, por un período muy corto, lo que puede resultar destructivo para los suministros de energía. Luego, para responder a la pregunta real: el suministro PUEDE ser dañado por picos de alto voltaje, por lo que su diseñador debe tomar precauciones para evitar ese daño, como un inductor (cordón de ferrita) en serie y amplios condensadores de desacoplamiento a través del suministro, y posiblemente un transitorio supresor o varistor para absorber los transitorios de HV

Tenga en cuenta que, en general, no hay suficiente energía en estos picos para hacer daño alguno a una celda primaria, así que relájese si está conectando el puente directamente a una batería. Pero los suministros regulados que no están diseñados para conducir motores pueden ser un problema.

Si el motor está produciendo energía, la potencia neta en el motor debe ser positiva, por lo que la corriente neta que sale de las baterías debe estar en la dirección que las agota, por lo que está bien.

Si el motor se está frenando regenerativamente, entonces la energía puede fluir fuera del motor y puede elevar el voltaje de suministro y cargar las baterías (esto se usa con ventaja en los vehículos eléctricos). No es algo de lo que generalmente deba preocuparse con un pequeño motor conectado directamente a las celdas primarias, pero si tiene un suministro que no puede absorber corriente (por ejemplo, un rectificador + filtro) podría causar problemas si el capacitor no es lo suficientemente grande.

No estoy muy familiarizado con los motores, pero me arriesgaré una respuesta aquí. Al modelar circuitos eléctricos, digamos con SPICE, o un paquete similar, las fuentes de alimentación de CC generalmente se modelan como cortocircuitos a tierra. Esto generalmente se explica brevemente en los libros de texto sobre ingeniería eléctrica elemental.

Recuerde también que una fuente de alimentación de CC generalmente empleará condensadores a través de su salida, generalmente con el fin de suavizar la ondulación. Estos condensadores actúan como "cortocircuitos a tierra" para corrientes transitorias.

Normalmente, los controladores del lado alto se utilizan para la dirección en motores de escobillas o conmutación de polos paso a paso y BLDC, mientras que el lado bajo para PWM limita la corriente, el par y la aceleración.

Cuando el controlador del lado bajo se apaga, el voltaje aumenta y la corriente continúa a medida que decae con un corto a V + para que la corriente no circule a través de la batería o el suministro cuando se apaga. Continúa en el controlador del lado alto y el diodo del lado alto de la polaridad opuesta del motor.

Esto alterna con la polaridad y la dirección de la misma manera bloqueando la corriente hacia el suministro a medida que continúa circulando a través del controlador opuesto hasta varias constantes de tiempo L / R.