电源和机电驱动利用中的MOS冗余驱动-KIA MOS管

电源和机电驱动利用中，功率MOS能够在差别的调制体例下，完成响应的能量转换功效。单个MOS驱动的布局如图1所示，经由过程MCU的 PWM模块调剂占空比，节制功率MOS的通断，到达响应的功效。

别的，在一些过压，过流和过载工况下，功率MOS很轻易破坏，从而形成全部驱动板的生效，乃至存在动怒的危险。本文提出两个冗余驱动线路，能够有用防止MOS单点生效的负面影响。

图1：典范的有刷电开东西驱动体系

如图2所示，经由过程冗余的驱动和功率MOS，能够完成驱动的冗余，有用地断绝MOS生效的毛病。

在本设想中，驱动线路是完整断绝的，即驱动的原边和副边是断绝，驱动通道1和通道2是断绝。即便MOS生效，比方肆意MOS短路，体系的高压并不能传导到高压，从而完成毛病断绝。

图2：双管冗余驱动计划

双管冗余驱动计划的设想要点以下：

能够接纳两个单通道的断绝驱动IC，若是接纳断绝半桥驱动芯片，芯片须要撑持overlap情势。

输出通道的供电经由过程电阻和二极管毗连到驱动供电轨。当下管导通时，驱动电压轨经由过程自举二极管为自举电容充电，自举电容上的电压能够为上桥臂驱动模块供电。

自举二极管击穿电压大于母线电压。

断绝IC的断绝任务电压大于母线电压。

PWM输出旌旗灯号，颠末RC滤波收集，防止输出搅扰旌旗灯号。

图3：典范的有刷电开东西驱动体系

UCC21225A 是断绝的双通道驱动芯片，原边供电电压3V-18V，副边供电电压6.5V – 25V，驱动提早时候18ns，CMTI为100V/ns，驱动才能4A/6A，断绝品级为2500Vrms（在UL1577规范下）。

UCC21225A按照核心线路，撑持两通道的低边驱动，两通道的高边驱动和半桥驱动。在本文中，经由过程设置装备摆设DT引脚，UCC21225任务在overlap情势。

表1：UCC21225A的参数表

同时，UCC21225A具有断绝驱动的特征，输出和输出是断绝的，两个驱动通道之间也是断绝的。TI手艺申明文档“Understanding failure modes in isolators”，具体给出了断绝器件的生效情势。

由该文档可知，在生效情势2下，输出模块、断绝驱动模块1和断绝驱动模块2中的任一一个模块产生毛病（短路或开路），不会击穿绝缘基，即毛病不会传导到其余模块。按照以上阐发，MOS的差别情势的单点生效，对体系的影响如表格2所示。

表2：MOS差别生效下体系的影响

经由过程以上阐发得悉，在单个MOS的DS、GD、GS、GDS短路等生效前提下，能够保障体系功效一般，阻断毛病点的扩展。可是在单个MOS的GS和DS开路生效前提下，功率回路断开，体系靠得住关断。

同时，若是双管冗余驱动计划中的断绝半桥驱动，接纳撑持overlap的非断绝半桥驱动，对单个MOS的DS短路毛病，能够做到杰出的断绝，对MOS的GD、GS和GDS短路生效，会形成驱动IC破坏，体系功效破坏。

双管冗余驱动计划在MOS的GS和DS开路生效下，体系的功效非常，在双管冗余驱动计划长进一步改良，将MOS和驱动线路更加，双路MOS并联在一路，能够保障在MOS的GS和DS开路生效前提下，体系功效一般。

图4：四管冗余驱动线路

最初，固然本文给出的示例都是低侧MOS驱动，在供给断绝驱动电压轨下，该计划也能够拓展到高侧MOS驱动。双管冗余和四管冗余驱动线路的优错误谬误以下：

表3：双管冗余和四管冗余驱动计划的优错误谬误阐发

本文给出两种MOS的冗余驱动线路，能够有用防止MOS单点毛病形成的影响，在MOS的DS、GD、GS、GDS短路等前提下，双管冗余驱动能够保障体系功效一般，阻断毛病点的扩展。

同时四管冗余驱动，能够保障体系在MOS的肆意单点毛病下，断绝毛病，体系功效一般。

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