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全橋驅(qū)動(dòng)電路圖,全橋驅(qū)動(dòng)電路原理介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-21 17:16:30
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全橋驅(qū)動(dòng)電路圖,全橋驅(qū)動(dòng)電路原理介紹
全橋電路設(shè)計(jì)分析
1.MOS/IGBT的柵極引腳部分的電路:
簡(jiǎn)單來說就是驅(qū)動(dòng)全橋電路就早驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)MOS/IGBT的柵極,但是驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接送到機(jī)極上是不可以的,因?yàn)镸OS/IGBT柵極結(jié)構(gòu)原因,存在電容,如果驅(qū)動(dòng)信號(hào)不輔助柵極部分的硬件電路會(huì)使MOS/IGBT一直導(dǎo)通,造成全橋電路中的四個(gè)管全部導(dǎo)通,結(jié)果可想而知。
解決方案比如下圖所示:
全橋驅(qū)動(dòng)電路
2.MOS/IGBT的保護(hù)電路:
MOS/IGBT管具有較脆弱的承受短時(shí)過載能力,所以在應(yīng)用時(shí)必須為其設(shè)計(jì)合理的保護(hù)電路來提高器件的可靠性。常見的保護(hù)電路有很多種,比如RC保護(hù)電路或者RCD保護(hù)電路。
本次設(shè)計(jì)采用的是RCD 緩沖吸收電路和MOS管構(gòu)成全橋逆變電路,將直流高壓電轉(zhuǎn)換為交流激勵(lì)信號(hào)。
全橋驅(qū)動(dòng)電路
3.全橋電路的器件選型問題:
全橋電路中每一個(gè)器件的選型都尤為重要,可能哪一個(gè)器件的承受值不滿足可能會(huì)造成整個(gè)全橋電路癱瘓。比如MOS管的選型,在計(jì)算最大工作頻率時(shí)要關(guān)注MOS管的上升和下降時(shí)間,以及保護(hù)電路的器件特性等。
本次設(shè)計(jì)的全橋逆變電路(IRFP460MOS管、水泥電阻、聚酯膜電容以及快恢復(fù)二極管等),其中最高工作頻率以及耐壓耐流主要看所選擇的器件(IGBT工作頻率會(huì)低一些,但是耐壓耐流值高)。
下圖是全橋逆變電路的輸出波形:
全橋驅(qū)動(dòng)電路
下圖是本次設(shè)計(jì)中采樣電阻采到的波形(可以看出峰峰值電流達(dá)到100A)。
全橋驅(qū)動(dòng)電路
無刷直流電機(jī)三相六臂全橋驅(qū)動(dòng)電路
無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路如圖所示。該電路采用三相六臂全橋驅(qū)動(dòng)方式,采用此方式可以減少電流波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),使得電機(jī)輸出較大的轉(zhuǎn)矩。
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分使用6個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管控制輸出電壓,四軸飛行器中的直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電源電壓為12V.驅(qū)動(dòng)電路中,Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305(P溝道),Q4~Q6為IRFR1205(N溝道)。
該場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)藏續(xù)流二極管,為場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)提供電流通路,以避免管子的反向擊穿,其典型特性參數(shù)見表1.T1~T3采用PDTC143ET 為場(chǎng)效應(yīng)管提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全橋驅(qū)動(dòng)電路
由圖可知,A1~A3 提供三相全橋上橋臂柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào),并與ATMEGA16單片機(jī)的硬件PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)相接,通過改變PWM信號(hào)的占空比來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制;B1~B3提供下橋臂柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào),由單片機(jī)的I/O口直接提供,具有導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)。
無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制采用三相六狀態(tài)控制策略,功率管具有六種觸發(fā)狀態(tài),每次只有兩個(gè)管子導(dǎo)通,每60°電角度換向一次,若某一時(shí)刻AB相導(dǎo)通時(shí),C相截至,無電流輸出。
單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置,利用MOSFET的開關(guān)特性,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的通電控制,例如,當(dāng)Q1、Q5打開時(shí),AB相導(dǎo)通,此時(shí)電流流向?yàn)殡娫凑龢O→Q1→繞組A→繞組B→Q5→電源負(fù)極。
類似的,當(dāng)MOSFET打開順序分別為Q1Q5,Q1Q6,Q2Q6,Q2Q4,Q3Q4,Q3Q5時(shí),只要在合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確換向,就可實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
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