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電機(jī)控制器中的功率MOS驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-08-14 19:08:15
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電機(jī)控制器中的功率MOS驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)介紹
通用MCU或DSP的IO電壓通常是5V3.3V,IO的電流輸出能力在20MA以下,不足以直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP來(lái)設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí),通常需要搭配外部的MOSFET驅(qū)動(dòng)器,我們稱之為“預(yù)驅(qū)”。相關(guān)文章:MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。在設(shè)計(jì)汽車風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器時(shí),使用車規(guī)MCU+車規(guī)預(yù)驅(qū)+車規(guī)N溝道功率MOSFET,可以適配不同功率、各種通信方式和各種驅(qū)動(dòng)方式。
控制器中的功率MOS驅(qū)動(dòng)
電機(jī)控制器 功率MOS驅(qū)動(dòng)電路
如上圖直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,三相直流無(wú)刷電機(jī)(包括BLDC和PMSM)功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路使用6個(gè)N溝道功率MOS構(gòu)成三相全橋,分為三個(gè)連接到電源正極(VBus)的高邊MOS和三個(gè)連接到電源負(fù)極的低邊MOS。
控制器通過控制六個(gè)MOS的通斷,完成換相,使電機(jī)按照預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)。相關(guān)文章:介紹H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)而導(dǎo)致過流,因此MOS驅(qū)動(dòng)電路需要具有保護(hù)功能,以防止燒壞控制器或電機(jī)。
對(duì)于單個(gè)NMOS來(lái)說(shuō),在開通時(shí),需要提供瞬間大電流向MOS內(nèi)的寄生電容充電,柵源電壓(VGS)達(dá)到一定閾值后,MOS才能完全開通。在MOS開通后,還需要維持合適的柵源電壓(VGS),才可以保持開通狀態(tài)。相關(guān)文章:MOS管驅(qū)動(dòng)電路有幾種,看完就明白了。
對(duì)于低邊MOS,其源極(S)接到電源負(fù)極,柵源電壓容易滿足,驅(qū)動(dòng)較簡(jiǎn)單。
對(duì)于高邊MOS,其源極(S)接到電機(jī)相線,其電壓是不確定的,如果需要開通,需要通過自舉電路提供柵極電壓,驅(qū)動(dòng)較復(fù)雜。
電機(jī)控制器 功率MOS驅(qū)動(dòng)電路
上圖是VGS與RDSON的關(guān)系圖,一般情況下,MOS的導(dǎo)通內(nèi)阻都如上圖所示,隨著VGS的增大而降低,但VGS大于10V之后,下降曲線變得平緩。為了達(dá)到最小的導(dǎo)通電阻(RDSON),VGS的取值通常為10~15V。
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