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

7.1 制动与惯性滑行

图 7-1 惯性滑行条件下电流流过体二极管的示例

让处于运动状态的转子停止或惯性滑行是一个典型的用例，会给大功率设计带来问题。在这个特定的定义中，惯性滑行是指所有高侧和低侧都已关闭时的状态，可以理解为电机相位的浮动。电机是部分电感负载，因此除了转子磁性材料通过定子线圈产生的反电动势之外，电感器还试图通过产生电压来保持电流流动，从而抵抗电流的变化。因此，在这种惯性滑行条件下，电机相位上的电压会上升到高于 FET 漏极处的电压，这会导致电流从电机流过，途经 FET 的体二极管进入电源。

这些电压尖峰会使从电机相位流入电源的电流增加，并将 FET 漏极处的等效电压增加到更高的值。如前所述，大容量电容器吸收了部分或全部能量，但如果大容量电容器电压的增加不加遏制，由此产生的电压上升很容易超过栅极驱动器的绝对最大值。

这实际上发生在每个 PWM 周期的死区时间，但 FET 保持在惯性滑行状态的时间很短，不足以使产生的能量移动到电源，因而不会造成损坏。但是，可以检测到高侧电源上的电压增加。

幸好，这种情况可以通过电机控制方法或外部电路来避免，妥善做法是制定一个计划来管理存储在线圈中的能量。最好采用制动控制方法或增加外部电路，而不是惯性滑行。