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電機控制器中的MOS驅動(dòng),你懂了嗎?

更新時(shí)間:2021-06-02 16:05:47點(diǎn)擊次數:2533次

通用MCU或DSP的IO電壓通常是5V\3.3V,IO的電流輸出能力在20MA以下,不足以直接驅動(dòng)功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP來(lái)設計電機驅動(dòng)器時(shí),通常需要搭配外部的MOSFET驅動(dòng)器,我們稱(chēng)之為“預驅”。在設計汽車(chē)風(fēng)機、水泵、油泵等電機驅動(dòng)控制器時(shí),使用車(chē)規MCU+車(chē)規預驅+車(chē)規N溝道功率MOSFET,可以適配不同功率、各種通信方式和各種驅動(dòng)方式。


控制器中的功率MOS驅動(dòng)


 

圖1 直流無(wú)刷電機驅動(dòng)電路

 

如圖,三相直流無(wú)刷電機(包括BLDC和PMSM)功率級驅動(dòng)電路使用6個(gè)N溝道功率MOS構成三相全橋,分為三個(gè)連接到電源正極(VBus)的高邊MOS和三個(gè)連接到電源負極的低邊MOS??刂破魍ㄟ^(guò)控制六個(gè)MOS的通斷,完成換相,使電機按照預期轉動(dòng)。電機在運轉過(guò)程中可能會(huì )遇到堵轉而導致過(guò)流,因此MOS驅動(dòng)電路需要具有保護功能,以防止燒壞控制器或電機。

 

對于單個(gè)NMOS來(lái)說(shuō),在開(kāi)通時(shí),需要提供瞬間大電流向MOS內的寄生電容充電,柵源電壓(VGS)達到一定閾值后,MOS才能完全開(kāi)通。在MOS開(kāi)通后,還需要維持合適的柵源電壓(VGS),才可以保持開(kāi)通狀態(tài)。

 

對于低邊MOS,其源極(S)接到電源負極,柵源電壓容易滿(mǎn)足,驅動(dòng)較簡(jiǎn)單。

 

對于高邊MOS,其源極(S)接到電機相線(xiàn),其電壓是不確定的,如果需要開(kāi)通,需要通過(guò)自舉電路提供柵極電壓,驅動(dòng)較復雜。


 

圖2 VGS與RDSON的關(guān)系

 

一般情況下,MOS的導通內阻都如圖2所示,隨著(zhù)VGS的增大而降低,但VGS大于10V之后,下降曲線(xiàn)變得平緩。為了達到最小的導通電阻(RDSON),VGS的取值通常為10~15V。

 

聯(lián)系電話(huà):0755-82815425

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