|
作者：Wenjia Liu，TI公司 就像每個MOSFET需要一個柵極驅動器來切換它，每個電機后面總是有一個驅動力。根據復雜程度和系統成本、尺寸和性能要求，驅動電機的方式多樣。 最簡單和離散的解決方案是由兩個晶體管組成的圖騰柱/推挽電路。這些晶體管可以是NPN和PNP晶體管的不同組合，產生將輸入邏輯信號轉換為高電流信號的放大器，其反之又導通和關斷MOSFET和IGBT。在圖1中，連接了發射器，提供放大輸出以驅動FET。這種解決方案已廣泛用于許多不同的應用，包括電動機驅動，主要因為其成本低并易于使用，但仍然存在一些限制和缺點。 
圖1：典型的推挽/圖騰柱柵極驅動電路 例如，晶體管會發熱，在一些系統中引起散熱問題。或者兩個晶體管都短暫接通，導致電路直通。對于PCB空間有限的應用，圖騰柱電路不是理想的選擇，因為它需要多個組件來實現柵極驅動功能。對于更高的輸出電壓，圖1所示的解決方案需要額外的電平移位電路，以便在使用僅提供5V或更低電壓的控制器來驅動開關時，實現輸出和輸入上的電壓電平。晶體管和電平移位電路增加了圖騰柱電路解決方案的物料清單（BOM）數量和所需的印刷電路板（PCB）空間。 柵極驅動器集成電路（IC）可以解決這些問題。柵極驅動器IC實現與圖騰柱電路相同的功能，但有許多額外的好處： • 柵極驅動器IC節省了空間和資源，因為它將所有組件集成到單個封裝中。因此，物理尺寸較小，設計更直接，裝配更容易。 • 柵極驅動器IC簡化了電路板布局，減少了設計不確定性，因為數據表具有所有規格。 • 驅動電流不限于輸入基極電流和增益，因此驅動能力更強，從而減少開關損耗并提高效率。 • 欠電壓鎖定（UVLO）和“防直通”等保護功能提高了系統的魯棒性。 雖然圖騰柱電路是作為一種成熟解決方案已流行多年，但現代和未來的系統需要更高的集成度和更高的性能。隨著半導體技術的進步，柵極驅動器IC的成本已可與分立電路相比，這使得IC解決方案對于大多數應用而言更具吸引力和可行性。 TI提供廣泛的柵極驅動器產品組合，適用于幾乎所有市場和應用。TI的柵極驅動器支持非隔離解決方案的電壓高達620V，隔離解決方案的電壓高達5kV。LM5109B是低于100V的電機解決方案的通用解決方案。有關更多詳細信息，請參見TI柵極驅動器頁。 若您喜歡集成度更高的解決方案，那么系統級解決方案不僅提供柵極驅動能力，而且還具有MOSFET、片上通信以及不同級別的保護和控制，所有這些都集成在一個芯片中。這些解決方案進一步減少物理尺寸和設計不確定性。例如，TI的DRV8xxx系列是用于有刷直流、無刷直流和步進電機的通用解決方案。有關詳細信息，請參閱TI電機驅動器頁。 所有選項都有其優缺點，需要選擇最適合您系統的選項。使用TI提供的各種解決方案開始設計，您會找到正確的解決方案。 其他信息 • 查看這些電機驅動器參考設計： • 230 V，3.5 kW PFC，效率> 98％，BOM和尺寸優化的參考設計。 • 具有失速電流限制的18 V / 400 W 98％高效緊湊型無刷直流電機驅動器參考設計。 • 24V，100W / 30W雙傳感器無刷直流電機驅動參考設計。 • 下載白皮書“電機驅動中的電子電氣：在何處？” |
