【導讀】功率MOSFET驅(qū)動保護電路的設(shè)計可直接決定系統(tǒng)對執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動品質(zhì)。文中針對具體的微電機驅(qū)動保護系統(tǒng)，有針對性地功率驅(qū)動保護電路進行計算分析與設(shè)計。實驗證明該電路設(shè)計簡單可靠，驅(qū)動與保護效果良好，完全可以滿足控制系統(tǒng)對執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動要求。
永磁無刷直流電機是隨著高性能永磁材料、電機控制技術(shù)和電力電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機，它既具有交流電機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、壽命長等優(yōu)點，又具備直流電機運行效率高、無勵磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，且還具有功率密度高，低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)矩的特點。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)自動化等領(lǐng)域迅速發(fā)展。
圖1是由IR2130組成的無刷直流電機驅(qū)動原理圖為便于表示只畫出其中一個橋臂的電路示意圖，通過IR2130輸入信號控制MOSFET的開關(guān)，由此驅(qū)動無刷直流動機。C1是自舉電容，為上橋臂功率管驅(qū)動的懸浮電源存儲能量，D1的作用是防止上橋臂導通時母線電壓倒流到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組成過流檢測電路。R5、R6為柵極驅(qū)動電阻，D4、D5為功率管提供了一個低阻抗的放電回路，使功率管能夠快速的泄放電荷。
圖1：無刷直流電機驅(qū)動原理圖
功率場效應(yīng)管的柵極與源極之間并聯(lián)了一個電阻和一個齊納二極管，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。同時在功率場效應(yīng)管的漏極與源極之間并聯(lián)了一個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其進行保護。
在實際應(yīng)用中柵極的驅(qū)動波形如圖4所示，此波形是在電機3000RPM時的驅(qū)動波形，可以看出此波形完全能夠滿足要求，同時進行了短路、電機堵轉(zhuǎn)等試驗，圖1電路也能過很好地保護功率MOSFET管。
圖2：柵極驅(qū)動波形
