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

4.3 高侧漏极到低侧源极电容器

图 4-4 高侧漏极到低侧源极电容器位置示例

乍一看，图 4-4 中的高侧漏极到低侧源极电容器似乎不言自明，并且经常与去耦电容器或大容量电容器相混淆。但是，大多数电机驱动器应用没有将低侧源极连接到 GND。相反，低侧源极通常连接到用于电流感测的分流电阻器，然后连接到 GND。

这很重要，因为去耦电容器需要稳定基准才能可靠地提供电荷。由于感测电阻布局引入的电感、流过低侧 FET 的电机电流或接地技术不良，系统中可能会出现 GND 不稳定情况。如果 GND 与开关节点一起弹动，则去耦电容器无法完成从稳定基准和低电感路径提供电荷的工作。作为参考，0.2512 元件封装尺寸（感测电阻的常见封装）会引入 1–5nH 的寄生电感。

HS 漏极到低侧源极电容器可以避免这些问题，因为它连接到 VDRAIN（假定该 VDRAIN 是稳定的），并且可以将电荷直接倾倒到节点上，而不是通过感测电阻的路径。这是 AC GND 的概念，也是 RC 缓冲器也可以连接到 HS 漏极和 LS 源极的原因。

因此：

  • 这种方法可以很好地抑制低侧源极和 GND 上的负反弹。
  • 选择大约 0.01µF–1µF 的值并将它们放置在尽可能靠近 FET 的位置，以确保它们正常工作
    • 具体来说，该值应足够低，以免影响电流感测波形的非寄生纹波，从而反映电机的真实行为

许多工程师低估了这种缓解技术并且没有充分利用空间，因为此时他们已经优先考虑了 RC 缓冲器和大容量电容器。如果 GND 或感测电阻产生负振铃，或低于 GND，则 HS 漏极至 LS 源极电容器可在低阻抗路径中提供电荷。显示 GND 和 LS 源极电压的波形有助于确定是否发生负振铃以及是否更新设计以将 HS 漏极到 LS 源极电容器添加到半桥。