TLP250功率驱动模块在IRF840 MOSFET中的应用(图)

摘 要：介绍了功率器件驱动模块TLP250的结构和使用方法，给出了其与功率MOSFET和DSP控制器接口的硬件电路图。在阐述IRF840功率MOSFET的开关特性的基础上，设计了吸收回路。最后结合直流斩波调速技术，设计了基于TMS320LF2407 DSP的直流电动机全数字闭环调速系统，并给出了实验结果。关键词：TLP250；IRF840 MOSFET；吸收回路；直流斩波；DSP 引言---功率集成电路驱动模块是微电子技术和电力电子技术相结合的产物，其基本功能是使动力和信息合一，成为机和电的关键接口。快速电力电子器件MOSFET的出现，为斩波频率的提高创造了条件，提高斩波频率 【TLP250功率驱动模块】：TLP250是日本东芝公司生产的集成功率驱动模块，专用于驱动IGBT或功率MOSFET，尤其适用于需要高电压、大电流驱动的场合。该模块包含一个GaAlAs光发射二极管和一个集成光探测器，提供可靠的光电隔离，确保了控制电路与主电路的安全性。TLP250的电源电压范围为10~35V，输出电流可达±0.5A，开关时间快，仅为0.5μs(max)，具有低输入阈值电流（IF=5mA(max)）和低电源电流（ICC=11mA(max)）。在设计电路时，需要了解这些参数，以便正确选择和使用TLP250。 【IRF840 MOSFET】：IRF840是一种功率MOSFET，具有单极型结构，仅通过多数载流子导电。其优势在于开关速度快、高频特性优秀、热稳定性好，且驱动电路简单，驱动功率小。IRF840的开关速度受到输入电容Cin的影响，降低栅极驱动回路的内阻Rs可以提升开关速度。由于其输入阻抗高，没有少数载流子存储效应，因此可以实现快速开关，适合应用于需要高速响应的电力电子设备中。 【吸收回路】：在功率MOSFET的开关过程中，为了保护器件，通常需要设计吸收回路。这个回路的作用是吸收MOSFET在开关瞬间产生的电压尖峰，防止电压过冲导致损坏。在IRF840的驱动电路中，吸收回路设计至关重要，因为它可以有效地减小开关过程中的动态应力，延长器件寿命。 【直流斩波调速】：直流斩波调速是一种控制直流电机速度的技术，通过改变供电电压的平均值来调整电机转速。在这个系统中，TMS320LF2407 DSP作为控制器，通过TLP250驱动IRF840 MOSFET，实现对直流电动机电枢电压的精确控制，从而达到调速目的。这种全数字闭环调速系统能提供高精度的转速控制，并通过实验验证了其性能。 【DSP控制器】：TMS320LF2407是一款高性能的数字信号处理器（DSP），在电力电子控制领域广泛应用。它能够快速处理复杂的控制算法，如PWM脉宽调制，为直流电动机调速提供实时控制。通过与TLP250和IRF840配合，实现了高效、稳定的电机控制。 总结：本文深入探讨了TLP250功率驱动模块在驱动IRF840 MOSFET时的具体应用，包括TLP250的特性、IRF840的开关特性以及吸收回路设计的重要性。同时，文章还展示了如何利用TMS320LF2407 DSP构建全数字闭环调速系统，以实现直流电动机的高效调速。这些知识点对于理解和设计电力电子系统，尤其是涉及高速开关元件的应用，具有重要意义。