mos電機驅動(dòng)電路及電機驅動(dòng)電路設計-電機控制器MOS的作用-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-03-04
mos電機驅動(dòng)電路首先，單片機能夠輸出直流信號，但是它的驅動(dòng)才能也是有限的，所以單片機普通做驅動(dòng)信號，驅動(dòng)大的功率管如Mos管，來(lái)產(chǎn)生大電流從而驅動(dòng)電機，且占空比大小能夠經(jīng)過(guò)驅動(dòng)芯片控制加在電機上的均勻電壓到達轉速調理的目的。電機驅動(dòng)主要采用N溝道MOSFET構建H橋驅動(dòng)電路，H 橋是一個(gè)典型的直流電機控制電路，由于它的電路外形酷似字母 H，故得名曰“H 橋”。4個(gè)開(kāi)關(guān)組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉，必需使對角線(xiàn)上的一對開(kāi)關(guān)導通，經(jīng)過(guò)不同的電流方向來(lái)控制電機正反轉，
實(shí)踐mos電機驅動(dòng)電路中通常要用硬件電路便當地控制開(kāi)關(guān)，電機驅動(dòng)板主要采用兩種驅動(dòng)芯片，一種是全橋驅動(dòng)HIP4082，一種是半橋驅動(dòng)IR2104，半橋電路是兩個(gè)MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個(gè)MOS管組成的振蕩。其中，IR2104型半橋驅動(dòng)芯片能夠驅動(dòng)高端和低端兩個(gè)N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅動(dòng)電流，并具有硬件死區、硬件防同臂導通等功用。運用兩片IR2104型半橋驅動(dòng)芯片能夠組成完好的直流電機H橋式驅動(dòng)電路，而且IR2104價(jià)錢(qián)低廉，功用完善，輸出功率相對HIP4082較低，此計劃采用較多。
另外，由于驅動(dòng)電路可能會(huì )產(chǎn)生較大的回灌電流，為避免對單片機產(chǎn)生影響，最好用隔離芯片隔離，隔離芯片選取有很多方式，如2801等，這些芯片常做控制總線(xiàn)驅動(dòng)器，作用是進(jìn)步驅動(dòng)才能，滿(mǎn)足一定條件后，輸出與輸入相同，可停止數據單向傳輸，即單片機信號能夠到驅動(dòng)芯片，反過(guò)來(lái)不行。
針對不同的電機，我們應該選擇與之相對應的驅動(dòng)。簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，功率大的電機應該選用內阻小、電流容許大的驅動(dòng)，功率小的電機就可以選用較低功率的驅動(dòng)。電機驅動(dòng)較常規的方法是采用 PWM 控制。
通過(guò)mos電機驅動(dòng)電路模塊控制驅動(dòng)電機兩端電壓來(lái)對電機進(jìn)行制動(dòng)，我們可以采用飛思卡爾半導體公司的集成橋式驅動(dòng)芯片 MC33886。MC33886 最大驅動(dòng)電流為 5A，導通電阻為 140 毫歐姆，PWM 頻率小于 10KHz，具有短路保護、欠壓保護、過(guò)溫保護等功能。體積小巧，使用簡(jiǎn)單，但由于是貼片的封裝，散熱面積比較小，長(cháng)時(shí)間大電流工作時(shí)，溫升較高，如果長(cháng)時(shí)間工作必須外加散熱器，而且 MC33886的工作內阻比較大，又有高溫保護回路，使用不方便。
下面，著(zhù)重介紹我們在平時(shí)設計驅動(dòng)電路時(shí)最常用的驅動(dòng)電路。半橋驅動(dòng)芯片 BTS7960 搭成全橋驅動(dòng)。其驅動(dòng)電流約 43A，而其升級產(chǎn)品 BTS7970 驅動(dòng)電流能夠達到 70 幾安培！而且也有其可替代產(chǎn)品 BTN7970，它的驅動(dòng)電流最大也能達七十幾安！
其內部結構基本相同如下：
每片芯片的內部有兩個(gè) MOS 管，當 IN 輸入高電平時(shí)上邊的 MOS 管導通，常稱(chēng)為高邊 MOS 管，當 IN 輸入低電平時(shí)，下邊的 MOS 管導通，常稱(chēng)為低邊 MOS管；當 INH 為高電平時(shí)使能整個(gè)芯片，芯片工作；當 INH 為低電平時(shí)，芯片不工作。
其典型運用電路圖如下圖所示：
INH一般使用時(shí),我們直接接高電平，使整個(gè)電路始終處于工作狀態(tài)。
下面就是怎么樣用該電路使得電機正反轉？假如當PWM1端輸入PWM波，PWM2端置0,電機正轉；那么當 PWM1端為0,PWM2端輸入PWM 波時(shí)電機將反轉！使用此方法需要兩路PWM信號來(lái)控制一個(gè)電機！其實(shí)可以只用一路 PWM 接 PWM1 端，另外 PWM2 端可以接在 IO 端口上，用于控制方向！假如 PWM2=0，PWM1 輸入信號時(shí)電機正轉；那么當 PWM2=1是，PWM1 輸入信號電機反轉（必須注意：此時(shí)PWM信號輸入的是其對應的負占空比）！
以上的電路，對于普通功率的底盤(pán)，其驅動(dòng)電流已經(jīng)能夠滿(mǎn)足，但是對于更大功率的底盤(pán)，可能有點(diǎn)吃力。尤其是當我們加的底盤(pán)在不停的加減速時(shí)，這就需要電機不停的正反轉，此時(shí)的電流很大，還用以上的驅動(dòng)電路，芯片會(huì )很燙??！這個(gè)時(shí)候就需要我們自己用 MOSFET 和柵極驅動(dòng)芯片自己設計 H 橋！
用這個(gè)方法電路非常簡(jiǎn)單，控制只需要一路PWM，在管子上消耗的電能也比較少，可以有效地避免多片MC33886 并聯(lián)時(shí)由于芯片分散性導致的驅動(dòng)芯片某些片發(fā)熱某些不發(fā)熱的現象。但是缺點(diǎn)是不能控制電機的電流方向，在小車(chē)的剎車(chē)的性能的提升上明顯有弱勢，而且電流允許值也比較小。
當我們按照下圖接線(xiàn)時(shí)，也就是兩路PWM輸入組成H橋，則可以通過(guò)控制PWM1和PWM2的相對大小控制電流的方向，從而控制電機的轉向。
功率mos在電動(dòng)車(chē)控制器中的作用非常重要就不多說(shuō)了，簡(jiǎn)單來(lái)講mos的輸出電流就是用來(lái)驅動(dòng)電機。電流輸出越大（為了防止過(guò)流燒壞mos，控制器有做限流保護），電機扭矩就強，加速就有力（電機磁飽和前扭矩和相電流成正比）。
mos在控制器電路中的工作狀態(tài)。開(kāi)通過(guò)程（由截止到導通的過(guò)渡過(guò)程），導通狀態(tài)，關(guān)斷過(guò)程（由導通到截止的過(guò)渡過(guò)程），截止狀態(tài)，還有一非正常狀態(tài)，擊穿狀態(tài)（小能量電流脈沖往往是可恢復擊穿，即mos不會(huì )損壞）。
Mos主要損耗也對應這幾個(gè)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗（開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程），導通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個(gè)忽略不計），還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在mos承受規格之內，mos即會(huì )正常工作，超出承受范圍，即發(fā)生損壞。而開(kāi)關(guān)損耗往往大于導
通狀態(tài)損耗（不同mos這個(gè)差距可能很大），尤其是pwm沒(méi)完全打開(kāi)，處于脈寬調制狀態(tài)時(shí)（對應電動(dòng)車(chē)的起步加速狀態(tài)），而最高急速狀態(tài)往往是導通損耗為主。
Mos損壞主要原因：過(guò)流，大電流引起的高溫損壞（分持續大電流和瞬間超大電流脈沖導致結溫超過(guò)承受值）；過(guò)壓，源漏級大于擊穿電壓而擊穿；柵極擊穿，一般由于柵極電壓受外界或驅動(dòng)電路損壞超過(guò)允許最高電壓（柵極電壓一般需低于20v安全）以及靜電損壞。
聯(lián)系方式：鄒先生
聯(lián)系電話(huà)：0755-83888366-8022
手機：18123972950
QQ：2880195519
聯(lián)系地址：深圳市福田區車(chē)公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1
請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號
請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供 MOS管 技術(shù)幫助
