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直流无刷电机之预驱芯片及3相H桥电路介绍

朱老师物联网大讲堂 2024-07-10 08:10 次阅读

一、FD6288T数据手册导读

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二、预驱和H桥驱动电路

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三、下桥MOS导通、关断流程

下桥MOS的导通流程:

第1步:给LIN1-LIN3 3.3V高电平信号

第2步:预驱IC将3.3V高电平信号电平转换到12V,这个12V电压是预驱VCC管脚的供电电压

第3步:预驱IC将12V电压输出到下桥MOS的栅极,Vgs>Vth(10V),MOS完全导通

下桥MOS的关断流程:

第1步:给LIN1-LIN3 0V低电平信号

第2步:预驱IC将0V低电平信号电平转换到0V(也认为是不转换的)

第3步:预驱IC将0V电压输出到下桥MOS的栅极,Vgs

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四、自举升压电路关键元器件作用

Cbs电容:自举电容,C18、C21、C22

Dbs二极管:自举二极管,D4、D5、D6

R11、R14、R15:自举电容充电限流

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五、自举电容预充电流程

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第1步:给LIN1-LIN3 3.3V高电平,使得低边的MOS全部导通

第2步:可以看到12V电压->Dbs->Vb123->Cbs上端。Cbs下端->下桥MOS->GND之间形成一个回路

第3步:在形成的回路中,给Cbs自举电容进行充电,经过一定的时间充电完成后,最终Vb123点的电压为12V,此时Cbs电容的充电流程完成。这个充电时间和Vbs电容的容量有关系。

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六、自举电容升压流程

自举电容升压流程目的是:为了使某一相H桥上桥MOS完全导通(以FD6288T手册典型电路讲解)

理解内容点1:我们在理解自举升压流程之前,可以简化为Vb123是通过HIN1-HIN3开关进行控制的(实际内部使用N沟道MOS或者P沟道MOS来搭建的,通过HIN1-HIN3进行这个MOS的通断控制)。当HIN1-HIN3给高电平时,这个Kx开关闭合,当HIN1-HIN3给低电平时,这个Kx开关断开。

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自举升压按照U相上桥MOS导通,下桥V相MOS导通的方式推导。

第1步:给HIN1 3.3V高电平信号

第2步:预驱IC将3.3V高电平信号电平转换到12V,12V电压使得Kx开关闭合

第3步:Kx开关闭合后,Vb123和HO123连接,此时上桥MOS栅极电压就是预充电时候的Vb123点的电压,也就是12V,此时Vgs>Vth(10V),上桥MOS导通

第4步:上桥MOS导通后,此时MOS源极电压就是24V(上桥MOS导通就是源极和漏极导通,漏极电压我们接的是24V电源电压)

第5步:此时我们根据电压叠加原理,Vb123位置的电压被抬升到了24V+12V=36V,又因为Kx是闭合状态的,所以MOS栅极电压HO123输出Vg电压是36V,而Vs123电压在MOS导通状态下是24V,所以Vs电压为24V,所以Vgs=Vg-Vs=36V-24V=12V > Vth(10V)电压,此时MOS是一个完全导通的状态

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  • 第6步:根据上面的步骤讲解,这整个过程就是自举电容升压的全部流程

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七、上桥MOS关断流程

第1步:给HIN1-HIN3 0V低电平信号

第2步:预驱IC将0V低电平信号电平转换到0V(也认为是不转换的)

第3步:此时Kx开关断开,Vgs电压

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