主控芯片控制 H 半桥驱动电路产生电机转动的换向电流,以产生转动的磁场,驱
动电路如图 3 所示
驱动电路的作用是将控制电路输出的脉冲放大到足以驱动功率晶体管或
MOSFET 管,所以单从原理上讲,驱动电路主要起开关功率放大作用,即脉冲放
大器。但随着开关工作频率的提高,驱动电路的优化设计显得越来越重要。驱动
电路的最佳驱动特性应具有:功率管开通时,驱动电路提供的基极电流应有快速
的上升沿,并一开始有一定的过冲,以加速开通过程,并在集电极电流尖峰时开
启驱动基极,从而减小开通损耗;功率管导通期间,驱动电路提供的基极电流在
任何负载情况下都能保证功率管处于饱和导通状态,使功率管的饱和压降较低,
以保证低的导通损耗;关断瞬时,驱动电路应提供足够的反向基极驱动,以迅速
抽出基区的剩余载流子,并加反偏截止电压,使集电极电流迅速下降以减少下降
时间。
为了增加系统的抗干扰能力,STM32 输出的 6 路 PWM 信号首先必须经隔离再
送到 IR2136 进行驱动,由于开关速度达到 20KHz 左右,故设计中选用高速光耦
器件 HCPL4504,见图 3,其最高速度可达 1Mbit/s,内部的噪声抑制电路可提
供高于 15kV/us 的共模抑制。
IR2136 是 IR 公司的一款功率 MOSFET、IGBT 专用栅极驱动集成电路,独有的
I-IVIC(High voltage integrated circuit)技术使得它可用作驱动工作在母线电
压高达 600V 的电路中的功率 MOS 器件。其内部采用自举技术,使得功率驱动元
件驱动电路仅需输入一个直流电源,使其实现对功率 MOSFET 和 IGBT 的最优驱动,
并且它还具有完善的保护功能包括欠压保护和过流保护,以便保证系统安全稳定
的工作。故本文选用 IR2136 作为主功率部分的 MOSFET 驱动,如图 3 所示:
图 3 中经 IR2136 驱动的 6 路 PwM 信号被直接送到由 6 个 MOSFET 管组成的
主功率电路。如图所示,该功率驱动采用三相全控电路,电动机的三相绕组为 Y
型联结。MOSFET 管选用 IR 公司的 IRFZ48,该管导通电阻较低,当连续流过 10A
电流时,功耗才 1.2w,根本不需要散热片就可以稳定工作。