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. 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. 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. 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. 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. 通过并联 MOSFET 功率级实现大功率设计
  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. 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. 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. 结论
  10. 10鸣谢

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。