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驱动电路规划(六)——驱动器的自举电源动态进程

发布时间:2025-04-10 18:48:14 | 作者: 半岛在线登录官网


  是功率半导体运用的难点,涉及到功率半导体的动态进程操控及器材的维护,实践性很强。为了便利完成牢靠的驱动规划,英飞凌的驱动集成电路自带了一些重要的功用,本系列文章讲具体解说怎么正确了解和运用这些功用。

  自举电路在电平位移驱动电路运用很广泛,电路很简单,成本低,并且有许多实践事例能够抄作业,不过,因为体系往往存在特别或极点工况,如规划不妥调制频率或占空比不足以改写自举电容器上电荷,电容上的电压不行,低于欠压维护值UVLO,这时候就呈现了体系故障,严峻时会损坏体系。所以英飞凌在相关的数据手册和运用攻略中有具体规划辅导和工况剖析,剖析了电压纹波,发动进程的阶跃呼应和三相空间矢量(或三相正弦波+3次谐波)调制的状况。

  在研讨半桥拓扑中运用的自举电路元器材取值巨细细节之前,需求温习前两篇说到的一些基础知识,为此咱们再放一张简化等效电路有助于剖析加深了解(见图1)。

  自举等效电路简化了VBS即自举电容器Cboot上的电压特性作为模仿调制开关S1开关状况函数的核算,也简化其与占空比(D=占空比=T(ON)/T≡1-D)、栅极电荷QG、漏电流Ileak以及自举电阻Rboot和自举电容Cboot的核算。

  图2显现了不同自举电容在10%的占空比时的作用,清楚明了电容值的巨细只影响VBS纹波(均匀值坚持不变)。而图3所示为Cboot等于47nF和1µF(预充电到VBSMAX=15V),占空比等于DMIN=10%或30%时的仿真成果。

  绿色和黄色曲线nF自举电容器的VBS。紫色和赤色曲线µF自举电容器的VBS。

  自举树立进程是树立在下管导通期间,这时候半桥电路渐渐的开端工作了,但上管均匀自举电压的树立是需求一个进程,图3显现了体系在自举电容器彻底充电至15V(D=100%)时的阶跃呼应。从图中能够精确的看出,均匀自举电压VBS的行为类似于单阶体系,其时刻常数由下列公式核算得出。

  经过占空比与体系阶跃呼应之间的联系,咱们我们能够了解到,占空比越小,时刻常数(τ)越大,因而呼应越慢,树立均匀电压时刻长,如赤色曲线,而占空比越高,呼应越快,到达均匀电压时刻短,如粉红曲线。

  从上面公式还能够精确的看出,到达均匀电压的时刻与电容巨细也有关,电容小则时刻短,能够比较粉赤色和绿色的均匀电压树立进程曲线. 开关的占空比与自举电容

  看到占空比是10%时,时刻常数是2.2ms,当占空比提高到30%时,时刻常数只要733μs.

  QTOT在低占空比时会添加。在这种状况下,就需求选用较大的自举电容器,以操控纹波和添加均匀电压时刻常数。

  因为有自举电阻和电容存在,能够以为其是占空比改变的自适应滤波器。以正弦调制加3次谐波注入的为例,在仿真中,一个根据正弦波基波加上3次谐波调制的PWM信号被送到电路中(TS=50µs,频率=fe)。

  图4显现了不同输出频率下的预期(核算值)VBS。占空比用视点表明(等于2πfe,其间fe为输出频率)的函数(正弦+3次谐波),该视点从0°到360°。

  体系的不同输出频率也会影响自举电压值,即不同fe得到的VBS电压,基波频率低,自举电压纹波就大。黄色曲线VBS(DC)代表运用前面说到的静态方程时得到的曲线,是最最严格的工况。

  本文的比如是运用三相空间矢量(或三相正弦波+3次谐波)调制的状况。其他类型的调制时的工况需求别的剖析。

  ◆ 自举电源的电压会比驱动电路的供电电源电压VCC要低,其电压降取决于自举电阻的压降和自举电容上的纹波;

  ◆ 自举电容器大,VBS纹波小(均匀值坚持不变);◆ 输出基波频率低,自举纹波大,静态核算成果严格;

  (二)——驱动器的输入侧探求 驱动电路规划(三)---驱动器的阻隔电源杂谈