功率驱动电路中元件的选择
自舉電路
由自舉電阻、自舉二極管和自舉電容組成。當(dāng)下管開(kāi)通時(shí),Vcc給自舉電容充電;當(dāng)下管關(guān)斷時(shí),由自舉電容提供Vbs驅(qū)動(dòng)上管開(kāi)通。
1.自舉電容
下圖為等效模型
在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi),由自舉電容提供給電路的電荷量(Qg*=功率器件的柵極電荷+驅(qū)動(dòng)IC所需電荷,Ileak為驅(qū)動(dòng)IC漏電流,Ts為周期時(shí)間)
開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí),通過(guò)自舉電阻給自舉電容充電的平均電流為:
即開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí),自舉電阻的平均電壓為:
在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi),由自舉電容提供給高邊電路的電荷量(Qg為柵極驅(qū)動(dòng)電荷,Ileak為漏電流,Toff為關(guān)斷時(shí)間)
Vbs的紋波幅度可以表示為
我們假設(shè)4倍的時(shí)間常數(shù),可以使自舉電容充滿電。那么可以分為兩種情況,Ton < 4τ和Ton?≥ 4τ。
當(dāng)時(shí),
?當(dāng)時(shí),
還必須確定Vbsmax - Vdrop?≥?Vgemin。其中Vbsmax如下:
我們假設(shè)自舉電容足夠大,那么ΔVbs就可以忽略,即Vdrop = Vrboot。當(dāng)我們確定Vdrop最大的可接受值后,則
?舉例:QG* = 40 nC, f = 20 kHz, Ileak = 200 μA, Rboot = 220 Ω, Vdrop= 2 V。即確定最小占空比為11%。那么我們分別去D=10% or D=30%, and Cboot = 47 nF or 1μF,來(lái)進(jìn)行分析。
圖中可以看出,D > Dmin時(shí),紋波較小。
綜上所述,選取自舉電容的步驟為:
(1)計(jì)算Vbsmax
(2)確定最大可接受的Vdrop
(3)計(jì)算Qtot
(4)計(jì)算Cboot。? 即,Cboot = Qtot / Vdrop
(5)驗(yàn)證D。? ? ? ? ?即,Dmin > (4 * Rboot * Cboot) / Ts
?
2.自舉二極管
在高端器件開(kāi)通時(shí),自舉二極管必須能夠阻止高壓,并且應(yīng)是快恢復(fù)二極管,以減小從自舉電容向電源Vcc的回饋電荷。還要考慮二極管的額定電流。
柵極電阻
1.柵極驅(qū)動(dòng)電阻
首先確定上升時(shí)間T,再確定MOS管Qg。根據(jù)Q = I * T,計(jì)算I。柵極驅(qū)動(dòng)電阻 = 柵極驅(qū)動(dòng)電壓 / 柵極平均驅(qū)動(dòng)電流。
2.柵極泄放電阻:5-10KΩ
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