电源轨滤波和欠压保护 - ADI电路:隔离全桥驱动电路

电源轨滤波和欠压保护

由于峰值负载电流很高，因此必须对直流电源电压（VDD）进行适当的滤波，以防ADuM7234进入欠压闭锁状态，同时防止电源可能受到损害。所选的滤波器由4个并联4700 μF、25 V电容与一个22 μH功率电感串联而成，如图2所示。100 kHz时，电容的额定最大均方根纹波电流为3.68 A。由于4个电容并联，因此允许的最大均方根纹波为14.72 A。所以，IPEAK = 2√2 × IRMS = 41.63 A。

经过滤波的+12 V电压还驱动图1所示的电路。

当电源电压低于10 V时，图2所示电路便会禁用ADuM7234的输入端，从而防止ADuM7234欠压闭锁。将一个逻辑高电平信号施加于ADuM7234的DISABLE引脚可禁用该电路。

开漏式低电平有效比较器 ADCMP350 用于监视直流电源电压。电阻分压器（R12、R13）的比值经过适当选择，当电源电压为10.5 V时，分压器输出为0.6 V，与比较器的片内基准电压0.6 V相等。当电源电压降至10.5 V以下时，比较器的输出变为高电平。由于ADuM7234的输入端与输出端之间存在电流隔离，因此输出端的DISABLE信号必须通过隔离器传输到输入端。 ADuM3100是基于iCoupler 技术的数字隔离器。ADuM3100兼容3.3 V和5 V工作电压。经过滤波的12 V电源电压驱动线性调节器ADP1720 ，为ADuM3100的右侧隔离端提供5 V （+5V_1）电压，如图2所示。

负载和PWM信号

如果使用电感作为负载，当施加恒定电压时，流经电感的电流将线性变化。电压U为12 V，如果忽略导通电阻引起的MOSFET压降，则以下方程式成立：

对于50 kHz、8%占空比PWM信号，使用4 μH Coilcraft功率电感（SER2014-402）作为负载时，负载电流波形如图3所示。利用电流探头测量电感电流。

对于12 V电源电压和4 μH电感，方程式4预测斜率为3 A/μs。而实测斜率为2.8 A/μs，斜率下降的原因在于MOSFET导通电阻引起的压降。

注意，电流断开后的短时间内，波形上会出现少量响铃振荡，其原因是电感负载与续流二极管和MOSFET的寄生电容之间发生谐振。

必须注意，电路中的电感电流不得超过其额定最大值。如果超过，电感就会饱和，电流将迅速提高，可能损坏电路和电源。本电路中使用的Coilcraft SER2014-402电感负载的额定饱和电流为25 A。

图3. 4 μH负载下负载电流与PWM脉冲的关系

常见变化

只需添加一些元件，就可以将本电路轻松扩展到三相控制应用。本电路还可以用于要求更高电源电压的应用中，但应注意不要超过MOSFET和滤波器电容的额定值。

设备要求

带USB端口和Windows XP、Windows Vista（32位）或Windows 7（32位）PC

EVAL-CN0196-EB1Z电路评估板

EVAL-ADuC7061MKZ评估板

直流电源或电池：+12 V、10 A

负载，如Coilcraft SER2014-402功率电感等

带电流探头的示波器

开始使用

将CN0196评估软件光盘放进PC的光盘驱动器，加载评估软件。找到包含评估软件光盘的驱动器，打开Readme文件。按照Readme文件中的说明安装和使用评估软件。

设置与测试

将固件代码下载到EVAL-ADuC7061-MKZ，安装CN-0196评估软件，并且按照Readme文件中的跳线配置连接EVAL-ADuC7061-MKZ和EVAL-CN0196-EB1Z的控制信号。

图4. 测试设置功能框图

连接跳线LK1，将+12 V电源施加到CN2，启动软件，并通过USB电缆将PC连接到EVAL-ADuC7061-MKZ板上的微型USB连接器。使用电感作为负载，运行软件，然后使用电流探头测量电感的电流。