主动防击穿掩护MOSFET器件在H桥设置装备摆设中的利用-KIA MOS管

MOSFET作为功率开关元件普遍利用于调理器和马达节制器。在各类H桥设置装备摆设中，它们不只可是分立器件也可集成到IC。

普通接纳一个高侧（HS）功率MOSFET，M1和一个低侧（LS）MOSFET，M2的设置装备摆设来驱动电感负载（图1）。当HS FET开启，LS FET封闭时，从电源VCC出来的电流经电感L0流出。当HS FET封闭，LS FET开启时，电感电流持续同时从零点流入L0。

当HS和LS功率FET同时开启时，会发生所谓击穿的严峻短路的环境。即便咱们从未筹算同时开启两个FET，也能够发生击穿。

比方，当指令开启HS FET，封闭LS FET时，逻辑传布提早，当HS FET半开启，LS FET半封闭时，给FET的门电容充电或放电须要一个较短的时候。若是如许，电流间接从VCC颠末两个FET流入GND（击穿）。

图1中，将咱们为主动防毛病MOSFET击穿掩护所做的设想嵌入到半H桥拓扑。HS_ON旌旗灯号经由进程HS驱动器开启和封闭HS FET，它是由一个数字微节制器或由一个含有比拟器或毛病缩小器的反应回路发生的。

HS驱动器将低功率逻辑程度旌旗灯号转化为高功率HS_ON旌旗灯号。一样，LS_ON旌旗灯号经由进程LS驱动器开启和封闭LS FET。电路经由进程使两个功率MOSFET具备准确的挨次，来节制马达体系或三相调理器。

该掩护设置装备摆设主动检测到HS和LS FET的传导状况。除非LS器件完整封闭，HS FET制止开启，反之亦然。咱们的还击穿设想在普通任务进程中充实掩护了MOSFET H桥，在体系中有多个噪声搅扰或毛病节制法式的环境下，保障了主动防毛病的运转。

为了开启HS FET，体系将旌旗灯号HS_ON设为高值。这个设想是如许的：若是LS FET封闭（在尔后更久），HS_EN为高值。HS_ON高值导致锁LSR0装配的输入端QZ（LS_EN）为低值，使得LS FET不任务。一样应这类HS_ON的请求，HS驱动器经由进程用电压穿过HS FET的门和源极（VGS）来开启它。

经由进程HS VGS监测器来检测HS FET的开启状况，以是HS_IS_ON的旌旗灯号探测到是高值，LS_EN_RST坚持为低值。终究成果是LS_EN坚持低值，而不许可开启LS FET。只需HS FET开启，LS FET就不能够运转。

为了使该设置装备摆设运转，HS_ON必须用于NOR门（NOR0）输入。这也确保只需HS_ON为高值时，LS_EN就得坚持低值。

普通前提下，当筹办开启或已开启HS FET时，HS_ON 和 HS_IS_ON充足坚持LS FET封闭。

现实利用中，噪声搅扰（或体系毛病）的呈现经常会在节制旌旗灯号中发生小毛病，因为驱动器和VGS监测器（逻辑型）的无限呼合时候，使得HS_IS_ON不靠得住（VGS监测器生效）。

在这类环境下，LS_EN_BLANK保障了主动防毛病的运转，以下所述。

每次HS_ON从低值转为高值时，一个边缘探测器（R0， C3， AND4）发生了一个短时候的20-ns的脉冲来开启M0，起头一个脉冲周期（M0， C2， INV0），输入一个150-ns的 LS_EN_BLANK脉冲来使LS_EN在低值坚持150ns。

在这个150ns中，任何诡计开启LS FET的操纵都是变态的不宁静的操纵。是以，LS FET不变地坚持封闭。I3UA是一个给C2充电的3-？A的电流源。因为20ns的短触发脉冲，150ns事后是再次触发。这确保即便在HS_ON线上呈现多搅扰小毛病的环境下，该掩护电路能普通运转。

咱们这里以150ns为例，普通来讲，一个脉冲周期必须擅长HS VGS监测器和HS驱动器，包含一切寄生元件进献的总旌旗灯号传布提早。可是这一周期的长度要短于普通的HS_ON脉冲宽度，以防止搅扰普通运转。为了体系的不变性，用锁LSR0作为低通滤波器来过滤节制回路中的噪声。

在图2中，旌旗灯号的第一栏（左侧）表现普通运转。旌旗灯号名对应图1。当HS_ON走高，号令驱动器开启HS FET时，HS_FET_G-HS_FET_S降低。监测电路探测到后，准确地显现HS_IS_ON从而封闭LS FET（LS_EN为低值），直到HS FET完整封闭以后（HS_FET_G-HS_FET_S 靠近零）。