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功率驱动电路设计.ppt

发布:2023-09-06约4.62千字共50页下载文档
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功率驱动电路设计;一、功率场效应晶体管(MOSFET);功率MOSFET是一种单极性器件,导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电。(如N型MOS管,多子是电子) 功率MOSFET是一种集成器件,也就是说一个功率MOS管通常有许多元细胞并联而成。(一个40A的管子由上万个单元并联而成)。 栅极与基片之间用SiO2隔离,因此它同其它两个极之间是绝缘的,故MOS管输入阻抗非常高。 MOS管的极间电容比较大,尤其它的输入电容可达几百PF。 ;2.MOS管主要技术参数 ;阈值电压VGS(th)(开启电压) 当外加栅极电压VGS(th)时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。一般MOS管的开启电压为2-4V。 导通电阻(Ron) 相当于双极型器件的饱和电阻,它主要有沟道电阻Rc和漂移区电阻Rd所决定。 最高工作频率fm 在漏极电压VDS的作用下,电子从源区出发,通过沟道到达漏区需要一定的时间。当控制信号的周期与此时间相当时,电子就来不及跟随信号变化,这个信号的频率就是VMOS管的最高工作频率fm。;极间电容 功率场效应管极间电容是影响器件开关频率的主要因素。三个极间电容如图1-14所示。 输入电容:Ciss=CGS+CGD 输出电容:Coss=CDS+CGD;第七页,共五十页,2022年,8月28日;第八页,共五十页,2022年,8月28日;第九页,共五十页,2022年,8月28日;二、LED及继电器驱动 1、LED显示器驱动 A、动态显示; 目前普通LED发光管的最大驱动电流为20MA,故可取每段发光管的最大驱动电流为IF=2.5mA。 ;B、静态显示 用74LS164,; 74LS164每路输出端最大灌电流为8mA,(但电源端最大工作电流为54mA).故取:;2、继电器驱动 A、用分立元件;B、用达林顿集成电路驱动;第十六页,共五十页,2022年,8月28日;8路达林顿驱动芯片ULN2800系列:;第十八页,共五十页,2022年,8月28日;三、功率MOS管驱动电路设计;A、用分立元件构成的驱动电路 ; 采用上述分立元件电路的优点是成本低,缺点是驱动电路自身功耗大,波形上升沿和下降沿都不够陡。解决驱动电路自身功耗大的方法是用小功率MOS管如2N7000(60V/0.2A,N)代替S8050,用NTK3142(-20V/0.28A,P)代替S8550。改善MOS管栅极驱动波形的办法只能是加大它栅极驱动电流。;B、低端MOS管的驱动;第二十三页,共五十页,2022年,8月28日;第二十四页,共五十页,2022年,8月28日;第二十五页,共五十页,2022年,8月28日;采用IR4427的双路低端驱动;C、高端MOS管驱动电路;第二十八页,共五十页,2022年,8月28日;第二十九页,共五十页,2022年,8月28日;第三十页,共五十页,2022年,8月28日;D、MOS管半桥驱动电路;第三十二页,共五十页,2022年,8月28日;第三十三页,共五十页,2022年,8月28日;第三十四页,共五十页,2022年,8月28日;E、MOS管全桥驱动电路;F、自带振荡电路的全桥驱动芯片;第三十七页,共五十页,2022年,8月28日;G、D类功放驱动电路;第三十九页,共五十页,2022年,8月28日;四、直流电机驱动 传统小功率直流电机控制采用线性集成电路如LB298,但功耗太大,为此可采用开关集成电路。;第四十一页,共五十页,2022年,8月28日;第四十二页,共五十页,2022年,8月28日;第四十三页,共五十页,2022年,8月28日;第四十四页,共五十页,2022年,8月28日;第四十五页,共五十页,2022年,8月28日;五、步进电机驱动; 控制极 1 2 3 4 5 6 7 8 5 + + + + + + + + 4 - - - 3 - - -
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