電機(jī)控制器中的MOS驅(qū)動(dòng)，你懂了嗎？

引言

通用MCU或DSP的IO電壓通常是5V3.3V，IO的電流輸出能力在20MA以下，不足以直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP來(lái)設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，通常需要搭配外部的MOSFET驅(qū)動(dòng)器，我們稱之為“預(yù)驅(qū)”。在設(shè)計(jì)汽車風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器時(shí)，使用車規(guī)MCU+車規(guī)預(yù)驅(qū)+車規(guī)N溝道功率MOSFET，可以適配不同功率、各種通信方式和各種驅(qū)動(dòng)方式。

控制器中的功率MOS驅(qū)動(dòng)

如上圖，三相直流無(wú)刷電機(jī)（包括BLDC和PMSM）功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路使用6個(gè)N溝道功率MOS構(gòu)成三相全橋，分為三個(gè)連接到電源正極（VBus）的高邊MOS和三個(gè)連接到電源負(fù)極的低邊MOS?？刂破魍ㄟ^(guò)控制六個(gè)MOS的通斷，完成換相，使電機(jī)按照預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)而導(dǎo)致過(guò)流，因此MOS驅(qū)動(dòng)電路需要具有保護(hù)功能，以防止燒壞控制器或電機(jī)。

對(duì)于單個(gè)NMOS來(lái)說(shuō)，在開(kāi)通時(shí)，需要提供瞬間大電流向MOS內(nèi)的寄生電容充電，柵源電壓（VGS）達(dá)到一定閾值后，MOS才能完全開(kāi)通。在MOS開(kāi)通后，還需要維持合適的柵源電壓（VGS），才可以保持開(kāi)通狀態(tài)。

對(duì)于低邊MOS，其源極（S）接到電源負(fù)極，柵源電壓容易滿足，驅(qū)動(dòng)較簡(jiǎn)單。對(duì)于高邊MOS，其源極（S）接到電機(jī)相線，其電壓是不確定的，如果需要開(kāi)通，需要通過(guò)自舉電路提供柵極電壓，驅(qū)動(dòng)較復(fù)雜。

一般情況下，MOS的導(dǎo)通內(nèi)阻都如上圖所示，隨著VGS的增大而降低，但VGS大于10V之后，下降曲線變得平緩。為了達(dá)到最小的導(dǎo)通電阻(RDSON)，VGS的取值通常為10~15V。

審核編輯：湯梓紅