ZHCAB45 June   2021 DRV3255-Q1 , DRV8300 , DRV8301 , DRV8302 , DRV8303 , DRV8304 , DRV8305 , DRV8305-Q1 , DRV8306 , DRV8307 , DRV8308 , DRV8320 , DRV8320R , DRV8323 , DRV8323R , DRV8340-Q1 , DRV8343-Q1 , DRV8350 , DRV8350F , DRV8350R , DRV8353 , DRV8353F , DRV8353R

 

  1. 1 大功率电机应用简介
    1. 1.1 设计不当的大功率电机驱动系统的影响
    2. 1.2 大功率设计流程的示例
  2. 2 简要研究大功率电机驱动系统
    1. 2.1 电机驱动功率级剖析及故障排除方法
    2. 2.2 大功率系统故障排除
  3. 3 通过 MOSFET 和 MOSFET 栅极电流实现大功率设计 (IDRIVE)
    1. 3.1 MOSFET 栅极电流
      1. 3.1.1 栅极电流为何会导致损坏
      2. 3.1.2 栅极电阻器和智能栅极驱动技术
        1. 3.1.2.1 栅极电阻器
        2. 3.1.2.2 智能栅极驱动和内部控制的栅极灌电流和拉电流
        3. 3.1.2.3 栅极电阻器和智能栅极驱动技术摘要
      3. 3.1.3 给定 FET 的栅极电流计算示例
  4. 4 通过外部元件实现大功率设计
    1. 4.1 大容量和去耦电容器
      1. 4.1.1 额定电容器电压说明
    2. 4.2 RC 缓冲器电路
    3. 4.3 高侧漏极到低侧源极电容器
    4. 4.4 栅极至 GND 二极管
  5. 5 通过并联 MOSFET 功率级实现大功率设计
  6. 6 通过保护实现大功率设计
    1. 6.1 VDS 和 VGS 监控
      1. 6.1.1 在过流、击穿或 FET 短路事件期间关闭 FET
    2. 6.2 无源栅极至源极下拉电阻
    3. 6.3 电源反极性或电源截断保护
  7. 7 通过电机控制方法实现大功率设计
    1. 7.1 制动与惯性滑行
      1. 7.1.1 基于算法的解决方案
      2. 7.1.2 外部电路解决方案
      3. 7.1.3 制动与惯性滑行摘要
  8. 8 通过布局实现大功率设计
    1. 8.1 什么是开尔文连接？
    2. 8.2 总体布局建议
  9. 9 结论
  10. 10鸣谢

1 大功率电机应用简介

大功率电机应用范围广泛，从数百瓦的低压系统（例如 12V 汽车电动座椅）到数千瓦系统（例如 60V 和 100A 电动工具）。通常，这些系统使用基于分流器的电流检测和控制大功率 MOSFET 的非隔离栅极驱动器。虽然这些应用可以由电池或转换为直流的网格化交流电源供电，但它们都有一个共同的目标，即稳定可靠并针对由击穿、短路、过流、MOSFET 反向恢复或 PCB 寄生电感行为引起的大电流和高电压事件提供保护。

例如，电动工具具有用于工业和家庭用途的高额定功率，例如钻孔、研磨、切割、抛光、驱动紧固件等。要求包括：

  • 外形小巧，因为工具通常是手持式的
  • 高效率，因为工具通常由电池供电
  • 大电流，因为工具必须产生高扭矩才能克服大负载
  • 高可靠性，因为如果工具出现故障，安全是首要问题
  • 良好的热性能，因为大功率密度下散热不佳会导致系统过热

在设计大功率系统时，这些要求会相互冲突，需要权衡。对于电动工具，大电流、效率和热性能会随着电路板尺寸的增大而增加，这与外形小巧和需手持的需求相冲突。

因此，大功率设计非常重要。与电磁干扰 (EMI) 的情况一样，针对大功率应用进行设计是一个决策和规划过程，以减轻可能发生或可能不会发生的问题。