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MOSFET半桥驱动电路设计要领

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-06 10:00 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

  MOSFET凭开合速率疾、导通电阻低等好处正在开合电源及电机驱动等运用中获得了寻常运用。要思使MOSFET正在运用中满盈施展其本能,就务必计一致个适合运用的最优驱动电途和参数。正在运用中MOSFET寻常劳动正在桥式拓扑构造形式下,如图1所示。因为下桥MOSFET驱动电压的参考点为地,较容易计划驱动电途,而上桥的驱动电压是跟从相线电压浮动的,是以怎么很好地驱动上桥MOSFET成了计划能否获胜的症结。半桥驱动芯片因为其易于计划驱动电途、外围元器件少、驱动才力强、牢靠性上等好处正在MOSFET驱动电途中获得寻常运用。

  图1所示为驱动三相直流无刷电机的桥式电途,此中LPCB、 LS、LD为直流母线和相线的引线电感,电机为三相Y型直流无刷电机,其劳动道理如下。

  体系通过医治上桥MOSFET的PWM占空比来实行速率医治。Q1、Q5导通时,电流(Ion)由VDD经Q1、电机线续流(IF),电机线圈中的电流根基庇护稳固。Q1再次开通时,因为Q3体二极管的电荷规复历程,体二极管不行很疾合断,是以体二极管中会有反向规复电流(Irr)流过。因为Irr的改变很疾,是以正在Irr回途中形成很高的di/dt。

  半桥驱动电途的症结是怎么实行上桥的驱动。图2中C1为自举电容,D1为疾规复二极管。PWM正在上桥调制。当Q1合断时,A点电位因为Q2的续流而回零,此时C1通过VCC及D1实行充电。当输入信号Hin开通时,上桥的驱动由C1供电。因为C1的电压稳固,VB随VS的升高而浮动,因此C1称为自举电容。每个PWM周期,电途都给C1充电,庇护其电压根基坚持稳固。D1的效用是当Q1合断时为C1充电供应正向电畅达道,当Q1开通时,阻难电流反向流入左右电压VCC。D2的效用是为使上桥或许迅疾合断,省略开合损耗,缩短MOSFET合断时的担心定历程。D3的效用是避免上桥迅疾开通时下桥的栅极电压耦合上升(Cdv/dt)而导致上下桥穿通的外象。

  影响自举电容取值的要素蕴涵:上桥MOSFET的栅极电荷QG、上桥驱动电途的静态电流IQBS、驱动IC中电平转换电途的电荷条件QLS、自举电容的走电流ICBS(leak)。

  自举电容务必正在每个开合周期内或许供应以上这些电荷,材干坚持其电压根基稳固,不然VBS将会有很大的电压纹波,而且大概会低于欠压值VBSUV,使上桥无输出并逗留劳动。

  此中,VF为自举二极管正向压降,VLS为下桥器件压降或上桥负载压降,f为劳动频率。

  图3所示为直流无刷电机驱动器半桥驱动芯片上桥的自举电压(CH1: VBS)和驱动电压(CH2: VGS)波形,利用的MOSFET为AOT472。

  通过公式1算出电容值应为1F支配,但正在实践运用中存正在如此的题目,即当占空比切近100%(睹图3a)时,因为占空比很大,正在每次上桥合断后Vs电压不行齐全回零,导致自举电容正在每个PWM周期中不行齐全被充电。但此时用于每个PWM周期开合MOSFET的电荷并未省略,因此自举电压会展示显然的低浸(图3a中左侧圈内个人),这将会导致驱动IC进入欠压掩护状况或MOSFET提前失效。而当占空比为100%时,因为没有开合电荷损耗,每个换相周期内自举电容的电压并未低浸良众(图3a中右侧圈内个人)。倘若选用4.7F的电容,则测得波形如图3(b)所示,电压无显然低浸,是以正在驱动电途计划中应依照实践需求来抉择自举电容的容量。

  正在图1中,线途的引线电感(LPCB+LS+LD)及引线电阻RPCB与MOSFET的输出电容COSS酿成了RLC串联回途,如图4(a)所示,对此回途实行理解如下:

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