小功率机电驱动计划及驱动IC的挑选分享-KIA MOS管

机电驱动作为产业中工场主动化全数闭环中的履行器关头，其机能黑白间接影响到全数闭环的机能。是以，产业对机电驱动提出了更高的机能和功效请求，比方更快的呼应速率、更高的带宽、更高精度的地位和速率节制、和更丰硕的收集互联功效等。针对差别利用场所的机电，咱们应当挑选与之绝对应的驱动计划。

简略地来讲，功率大的机电应当选用内阻小、电流允许大的驱动，功率小的机电便能够选用较低功率的驱动。直流小功率机电普遍合用于家电、工控、计较机等诸多装备。

较惯例的体例是接纳 PWM 节制，罕见的驱动有两种体例：

1、接纳集成机电驱动芯片；

2、接纳MOSFET和公用栅极驱动芯片。

在高集成度的利用中，传统机电节制链路MCU + Gate Driver + MOSFET（如图1）中已呈现了MCU+ Pre-Driver集成，或是Pre-Driver+MOSFET功率模组集成的体例，乃至在一些小功率利用中还呈现了集成全数链路的景象。

而在便携装备、IOT和5G利用中，对机电驱动在高精度、小型化、高集成度、低功耗的请求愈来愈高；而主动化出产线则对机电驱动的高靠得住性和长寿命提出了刻薄的请求。

按集成度的差别，有3种机电驱动器计划：体系单芯片（SoC）计划、集成的节制计划（ICS）和门极驱动器计划。

SoC计划将DC-DC、门极驱动器、节制器、逆变器及反应/掩护等集成到单个芯片上，集成度高，适合空间受限的利用，简略易用。

ICS计划绝对SoC计划，不集成逆变器，是以可经由进程内部MOSFET撑持宽规模的功率，合用于功率较大的利用，矫捷性较高。

门极驱动器计划则只集成DC-DC、门极驱动器和反应/掩护，因为节制器和功率器件都在内部，以是具备最高的矫捷度。

门级驱动计划因其矫捷性和传统性，在非汽车市场有较多的利用，比方利用在电扇、电开东西、按摩椅等小功率场所。有断绝门级驱动产物和非断绝门级驱动产物。

断绝式半桥栅极驱动器可用于很多利用，从请求高功率密度和效力的断绝式DC-DC电源模块，到高断绝电压和持久靠得住性相当首要的太阳能逆变器等等，不一而足。

文章内容首要触及非断绝式半桥驱动产物，如图2为典范半桥利用电路。

在上文提到的各种小功率利用的机电驱动电路的设想中，首要斟酌：

1. 机电动弹标的目的、速率。对单向的机电驱动，只需用一个大功率三极管或MOS间接动员机电便可，当机电须要双向动弹时，能够利用由4个功率元件构成的H桥电路，经由进程转变流入机电的电流标的目的从而转变机电转向。

若是须要调速，能够利用三极管，MOS等开关元件完成PWM（脉冲宽度调制）调速。（PWM节制凡是共同桥式驱动电路完成直流机电调速，机电的转速与机电两头的电压成比例，而机电两头的电压与节制波形的占空比成反比，是以机电的速率与占空比成比例，占空比越大，机电转得越快，当占空比α＝1 时，机电转速最大）

2. 对PWM调速的机电驱动电路，挑选驱动IC时首要有以下机能目标须要斟酌：

1）输入电流和耐压，它决议着电路能驱动多大功率的机电。

2）效力，节流电源同时削减驱动电路的发烧。能够从保障功率器件的开关任务状况和避免共态导通（在须要触及为H桥时）动手。

3）对节制输入真个影响，是不是利用断绝式驱动IC。

4）对电源的影响。

5）靠得住性。在体系利用中，因为门极驱动毗连着逻辑节制单位与功率变更单位，门极驱动芯片的不变性对全数体系的靠得住性起着相当首要的感化。

是以，差别的利用场所，接纳差别的驱动计划是须要的。在小功率利用场所，门级驱动计划利用最广，拔取适合的门级驱动IC是极其首要的。MOSFET开关速率快、导通电阻低，在机电驱动电路中占有半壁山河。要想使MOSFET在利用中充实阐扬其机能，最优驱动电路必不可少。

在利用中，MOSFET普通任务在如图1所示的桥式拓扑布局形式下。因为下桥MOSFET驱动电压的参考点为地，较轻易设想驱动电路，而上桥的驱动电压是跟从相线电压浮动的，是以若何很好地驱动上桥MOSFET成了设想可否胜利的关头。

比拟全桥驱动，半桥驱动芯片因为其易于设想驱动电路、核心元器件少、驱动才能强、靠得住性高、矫捷等长处在MOSFET驱动电路中获得普遍利用。门级驱动IC的两个首要参数：耐压和驱动电流。

如图所示600V耐压，290/600mA 的驱动电流（MOSFET的栅-源极之间存在寄生电容，MOSFET的开和关进程，是对电容的充放电进程，若是MOSFET的驱动电路不能供给充足的峰值电流（输入/输入电流），则会下降MOSFET的开关速率。

以是，按照差别的产物，来拔取差别的驱动IC驱动机电相当首要），是具备凹凸侧参考输入通道，耐压高、高速的MOSFET和IGBT驱动IC，逻辑输入兼容规范CMOS或LSTTL输入，逻辑电压可降至3.3 V。

输入驱动器的特色是一个高脉冲电流缓冲级设想的最小驱动器穿插传导。浮动通道可用于驱动n通道功率MOSFET或IGBT在高侧设置装备摆设，耐压达600V，通断时候220 ns/200 ns。而SLM2101S通断时候为160 ns/150 ns。

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