发布时间：2025-05-20 00:50:13 人气：
全桥（H桥）驱动电路的控制方法
全桥电路，也称为H桥电路，是通过控制四个MOS管的导通和关断，实现负载获得正向电流和负向电流，进而实现多种功能。H桥电路的定义在这里就不赘述，关键在于四个MOS管的导通与关断状态对应负载电流的方向。
分析四个MOS管的不同导通/关断情况下的负载电流方向，我们发现同一侧的MOS管不能同时导通，避免短路。只有对角的MOS管导通和底下两个MOS管导通才是有效状态。一般情况下，Q1和Q3不会同时导通，因此不进行分析。
为了实现负载通过正向电流，让Q1和Q4导通，Q2和Q3关断。若想让负载通过反向电流，只需将Q2和Q3导通，Q1和Q4关断。当四个MOS管全部关断时，负载无电流通过。考虑到某些负载，如直流电机，是感性负载，建议让Q2和Q4导通，Q1和Q3关断，负载两端接地。
控制MOS管的通断，需要借助MOS管驱动芯片。本文以HIP4081A为例进行说明。芯片的BHO、BLO、AHO和ALO分别与四个MOS管的门极相连。这四个引脚的输出受BHI、BLI、AHI和ALI控制，它们之间的关系可以从芯片的数据手册中的真值表中找到。根据真值表，我们可以通过ALI和BLI的输入来控制负载电流的方向。
在理解了MOS管的通断与负载电流方向的关系后，我们可以归纳出一个表格，列出不同输入下MOS管的状态。关于MOS管导通所需的电压，通常会在芯片的原理图中看到一个电容，即自举电容。该电容用于为MOS管的门极提供大于电源电压的电压，以维持导通状态。
全桥电路的应用广泛，例如在小车电机的正反转控制与调速中，通过改变ALI和BLI的高低电平可以控制电机的正反转。如果ALI或BLI是一个PWM波，调整PWM波的占空比可以实现电机转速的控制。对于负载为变压器初级线圈的场景，通过输出SPWM波，可以将直流电源转换为交流输出，实现逆变器功能。
电源常用电路—驱动电路详解
驱动电路在电源系统中起着核心作用，其主要功能是将数字控制核心产生的PWM信号放大，以驱动功率开关器件的开断，从而提高电源系统的可靠性和效率，降低EMI/EMC影响。
驱动电路根据功率器件的接地类型可分为直接接地驱动和浮动接地驱动。直接接地驱动中，功率器件的接地端电位恒定，常采用推挽驱动或图腾柱驱动。浮动接地驱动则通过电平位移电路实现，如自举驱动电路，自举电容器、图腾柱双极驱动器和常规栅极电阻器都可作为电平位移电路的关键组成部分。一些驱动芯片内置自举电路，可直接提供自举信号。
驱动电路按电路结构可分为隔离型和非隔离型。隔离型驱动电路包含光耦、变压器和隔离电容等，以实现电气隔离。而非隔离型驱动电路则多采用电阻、二极管、三极管或非隔离型驱动芯片。
常见驱动电路形式包括直接驱动、隔离驱动和专用驱动集成芯片。直接驱动电路由单一电子元器件构成，多用于小功率场合，但因集成度低、故障率高等原因已逐渐被淘汰。隔离驱动电路包含隔离器件，如光耦驱动、变压器驱动和隔离电容驱动，具有简单、可靠、开关性能好的特点。专用驱动集成芯片广泛应用于数字电源中，集成保护和隔离功能，根据控制功率器件的数量可分为单驱芯片与双驱芯片。
MOSFET驱动电路根据不同需求可采用三极管驱动、推挽驱动或双端变压器耦合栅极驱动。IGBT驱动电路分为正压驱动和负压驱动，负压关断可避免误导通风险，加快关断速度，减小损耗。东芝TLP250和英飞凌1ED020I12-F2芯片分别适用于低性能三相电压源或逆变器和高功率场合的IGBT驱动。
新型功率器件如SiC MOSFET和GaN FET在数字电源中也得到广泛应用。SiC MOSFET具有高阻断电压、高工作频率、耐高温能力强等特点，适用于高频高压场合。氮化镓晶体管与硅管相似，适用于电压驱动，其高频性能优越。
综上所述，电源驱动电路在电源系统中的作用至关重要。通过选择合适的驱动电路形式，设计者可根据实际需求（如功率、频率、保护、驱动电压/电流等）实现电源的高效、可靠运行。
无刷电机驱动电路结构解析
无刷电机驱动电路采用三相电源供电，电机的定子部分包含三个线圈，它们与三相相对应，数量通常是三的倍数。这些线圈根据转子的位置变化来调整电流方向，通过改变换流速度和PWM调制电压，实现对电机转速的精确控制。逆变器的作用是将直流电源转换为三相交流电，它由开关器件如MOSFET或IGBT组成，用于快速的开关操作。这些晶体管的基极或栅极施加电压后，电流就会从集电极或漏极流出，从而处于开关导通状态。在导通状态下，直流电源的电压会加在电机线圈上，电流的路径是从上臂的MOSFET或IGBT开始，经过电机线圈（两个线圈串联），然后到达下臂的MOSFET或IGBT，最后到达地线。电机线圈的电流路径由PWM信号决定，包括U相、V相、W相线圈的电流流动方向，如U到V、U到W、V到W等。每一相的开关器件由上臂和下臂组成，它们之间是互补关系，确保不会同时导通或关闭。微处理器会决定开关器件的开通和关闭时机，以实现PWM控制。
在逆变器电路中，通常使用六个具有相同特性的多功能MOSFET，通常选择N沟道MOSFET，这样做是为了方便采购并确保良好的驱动性能。选择功率器件时，需要考虑电压的范围：在100V以下，通常使用MOSFET；而在100V以上，则更适合使用IGBT，因为它们能够承受更高的电压。MOSFET由于其通态电阻小，损耗低，非常适合用于电动车等应用；而IGBT在高压应用中表现出色，但需要特别注意散热问题。
驱动电路负责控制MOSFET、IGBT等功率器件的开关操作，确保电机驱动电源的安全性，并提供足够的基极驱动电流，以及生成栅极驱动电压。基极驱动IC确保MOSFET栅极能够获得必要的电压和电流，以实现有效的驱动。自举电路则利用微处理器输出的信号对电容器进行充电，为栅极提供驱动电压，从而保证电机能够正常工作。
综上所述，无刷电机驱动电路通过精心设计的线圈配置、PWM调制以及高效功率器件的使用，实现了电机的精准控制和高效率运行。在设计和选择驱动电路时，必须考虑电压范围、功率损耗、散热以及驱动性能等因素，以确保电路的可靠性和效率。
IR2110国产替代芯片ID7S625高压逆变器驱动芯片
IR2110可以作为ID7S625在高压逆变器驱动领域的国产替代芯片。以下是IR2110作为ID7S625替代品的详细特征：
工作电压范围：IR2110的工作电压范围为10V至20V，适用于多种高压逆变器驱动场景。
输入逻辑兼容性：该芯片兼容3.3V、5V及15V的输入逻辑，具有良好的通用性。
输出电流能力：IR2110的输出电流能力高达2.5A，能够满足高压逆变器对驱动电流的需求。
高侧浮动偏移电压：其高侧浮动偏移电压达到600V，适用于高压环境下的逆变器驱动。
自举工作浮地通道：具备自举工作的浮地通道，使得IR2110能够在高压环境下稳定工作。
延时匹配功能：所有通道均具有延时匹配功能，确保信号同步性，提高系统稳定性。
欠压保护功能：每个通道均配备欠压保护功能，有效保护电路免受欠压损害。
此外，IR2110采用外部自举电容上电的设计，具有体积小、启动速度快、成本低、系统可靠性高等优势，特别适合于中小功率变换装置中的驱动器件应用。因此，在高压逆变器驱动领域，IR2110是一个优秀的ID7S625国产替代选择。
ipm、ipem和pebb有什么区别?
英飞凌工程师解答：在集成电路设计领域，IPM（智能功率模块）、IPEM（集成电力电子模块）和PEBB（电力电子积木）这三个概念各有特色，下面我们分别进行解析。
IPM（智能功率模块）：IPM是一种用于电力电子应用的集成电路模块。它将功率半导体器件（如功率晶体管、IGBT等）与驱动电路、保护电路及其他辅助电路集成在一起。IPM的集成度高、设计紧凑、效率高、可靠性强，广泛应用于电机驱动、逆变器、电源供应等系统中。通过集成，简化了供应链，提高了生产效率，节省了系统空间，缩短了产品上市时间，降低了用户系统成本。
以三相逆变桥为例，使用IPM可将传统的40个器件集成到一个封装中，只需加上3颗自举电容和两颗安装螺丝，即可构成完整的三相逆变桥。IPM的集成不仅简化了设计，还提高了系统的整体性能。
英飞凌提供多种IPM智能模块，如CIPOS™ Nano、CIPOS™ Micro、CIPOS™ Mini和CIPOS™ Maxi等，适用于不同半导体技术、封装、电压和电流等级。这些模块集成了先进的功率半导体和IC技术，能效高，适用于电机驱动、逆变器、电源供应等应用。
CIPOS™产品家族集成了最新的功率半导体和控制芯片技术，运用了英飞凌先进的IGBT、MOSFET、新一代栅极驱动IC和新型热机械技术。通过提高功率密度、增强系统耐用性和可靠性，有效提升了系统性能和能效。
IPEM（集成电力电子模块）：IPEM是一种集成了多个功率电子器件和相关控制电路的系统模块。它能实现特定的电力电子功能，如电动汽车的电力传动系统、电网的储能系统等。IPEM设计目标是提高系统功率密度、效率和可靠性，减小体积和重量，简化系统集成。
PEBB（电力电子积木）：PEBB是一种模块化电力电子系统设计方法。它将系统划分为多个独立功能模块，每个模块具有特定的功率电子功能。PEBB方法提供了一种灵活、可扩展的设计方法，允许工程师根据需求选择和组合模块，构建定制电力电子系统。PEBB简化了设计过程，减少了设计时间和风险。
总结：IPM、IPEM和PEBB三个概念分别代表了智能功率模块、集成电力电子模块和模块化电力电子系统设计方法，各自旨在简化设计、提高效率、提升性能。IPM适用于电力电子应用，IPEM适用于特定系统，PEBB则提供了一种灵活的设计方法。通过理解这些概念，工程师可以更高效地构建满足特定需求的电力电子系统。
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