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

3.1 MOSFET 栅极电流

如前所述，MOSFET 的漏极和栅极电流是向电机供电的基石。为了提供电流并打开 FET，必须在 MOSFET 的本征栅极电容器上积累电荷。此过程在 MOSFET 和 IGBT 栅极驱动器电路的基本原理 和了解智能栅极驱动 应用手册中进行了更详细的解释。

因此，将栅极电荷或电流的速率与 FET 漏极至源极电压上升联系起来，如理想的一阶Equation1 所示：

Equation1. S R D S =   I D R I V E × V D S Q g d

其中：

  • SRDS = 漏源电压的压摆率，单位为秒
  • IDRIVE = 从栅极拉取或灌入的电流（单位为安培）
  • VDS = MOSFET 漏电压和源电压之间的电压差，单位为伏特
  • Qgd = MOSFET 的固有栅极至漏极电荷，单位为库仑

根据Equation1，高 IDRIVE 和小 Qgd 会导致非常快的压摆率，因为 VDRAIN 在系统中通常是固定的，除非系统电源电压专门设计为可变电压。高压摆率会降低 MOSFET 中的开关损耗，因此使压摆率尽可能高似乎是有益的。但是，大多数设计人员试图使用更高的压摆率，却没有意识到使用超出设计值太多的压摆率会产生不利影响。