【導(dǎo)讀】功率MOSFET驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)可直接決定系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)品質(zhì)。文中針對(duì)具體的微電機(jī)驅(qū)動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，有針對(duì)性地功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路進(jìn)行計(jì)算分析與設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)證明該電路設(shè)計(jì)簡單可靠，驅(qū)動(dòng)與保護(hù)效果良好，完全可以滿足控制系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)要求。
永磁無刷直流電機(jī)是隨著高性能永磁材料、電機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機(jī)，它既具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電機(jī)運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，且還具有功率密度高，低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)。它的應(yīng)用已從最初的軍事工業(yè)，向航空航天、醫(yī)療、信息、家電以及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域迅速發(fā)展。
圖1是由IR2130組成的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖為便于表示只畫出其中一個(gè)橋臂的電路示意圖，通過IR2130輸入信號(hào)控制MOSFET的開關(guān)，由此驅(qū)動(dòng)無刷直流動(dòng)機(jī)。C1是自舉電容，為上橋臂功率管驅(qū)動(dòng)的懸浮電源存儲(chǔ)能量，D1的作用是防止上橋臂導(dǎo)通時(shí)母線電壓倒流到IR2130的電源上而使器件損壞，因此D1應(yīng)有足夠的反向耐壓，當(dāng)然D1與C1串聯(lián)也是為了滿足主電路功率開關(guān)頻率的要求，D1應(yīng)選快速恢復(fù)二極管。 R1、R2、R10、R11、R12、C4組成過流檢測(cè)電路。R5、R6為柵極驅(qū)動(dòng)電阻，D4、D5為功率管提供了一個(gè)低阻抗的放電回路，使功率管能夠快速的泄放電荷。
圖1：無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖
功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極之間并聯(lián)了一個(gè)電阻和一個(gè)齊納二極管，電阻的作用是降低柵極與源極間的阻抗，齊納二極管的作用是防止柵極與源極間尖端電壓擊穿功率管。同時(shí)在功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與源極之間并聯(lián)了一個(gè)RC電路和齊納二極管，由于器件開關(guān)瞬間電流的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓，所以必須加上RC緩沖電路和齊納二極管對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
在實(shí)際應(yīng)用中柵極的驅(qū)動(dòng)波形如圖4所示，此波形是在電機(jī)3000RPM時(shí)的驅(qū)動(dòng)波形，可以看出此波形完全能夠滿足要求，同時(shí)進(jìn)行了短路、電機(jī)堵轉(zhuǎn)等試驗(yàn)，圖1電路也能過很好地保護(hù)功率MOSFET管。
圖2：柵極驅(qū)動(dòng)波形
