2022年6月29日-7月1日
重庆国际博览中心

电机控制器中的MOS驱动,你懂了吗?

发表时间:2022-05-13 17:03

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引言

通用MCU或DSP的IO电压通常是5V\3.3V,IO的电流输出能力在20MA以下,不足以直接驱动功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP来设计电机驱动器时,通常需要搭配外部的MOSFET驱动器,我们称之为“预驱”。在设计汽车风机、水泵、油泵等电机驱动控制器时,使用车规MCU+车规预驱+车规N沟道功率MOSFET,可以适配不同功率、各种通信方式和各种驱动方式。

控制器中的功率MOS驱动

如上图,三相直流无刷电机(包括BLDC和PMSM)功率级驱动电路使用6个N沟道功率MOS构成三相全桥,分为三个连接到电源正极(VBus)的高边MOS和三个连接到电源负极的低边MOS。控制器通过控制六个MOS的通断,完成换相,使电机按照预期转动。电机在运转过程中可能会遇到堵转而导致过流,因此MOS驱动电路需要具有保护功能,以防止烧坏控制器或电机。

对于单个NMOS来说,在开通时,需要提供瞬间大电流向MOS内的寄生电容充电,栅源电压(VGS)达到一定阈值后,MOS才能完全开通。在MOS开通后,还需要维持合适的栅源电压(VGS),才可以保持开通状态。

对于低边MOS,其源极(S)接到电源负极,栅源电压容易满足,驱动较简单。

对于高边MOS,其源极(S)接到电机相线,其电压是不确定的,如果需要开通,需要通过自举电路提供栅极电压,驱动较复杂。

一般情况下,MOS的导通内阻都如上图所示,随着VGS的增大而降低,但VGS大于10V之后,下降曲线变得平缓。为了达到最小的导通电阻(RDSON),VGS的取值通常为10~15V。

来源:电子工程师笔记

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第四届全球电子产业及生产技术(重庆)博览会
时间:2022年6月29日-7月1日
地点:重庆国际博览中心
随着西部电子产业高速发展,产业交流成为电子产业及生产技术产业链升级的重要手段,系统化展示电子产业前沿技术、产品及解决方案,为业内买家提供更大、更全面的采购市场,GEME 2022由重庆市电子学会、四川省电子学会、重庆市半导体行业协会、重庆市电子电路制造行业协会、重庆市机器人与智能装备产业联合会、重庆市电源学会、重庆市集成电路技术创新战略联盟、重庆市电子产业技术创新战略联盟主办。

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