電機控制器中的功率MOS驅動電路設計

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，不足以直接驅動功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP來設計電機驅動器時，通常需要搭配外部的MOSFET驅動器，我們稱之為“預驅”。相關文章：MOS管驅動電路設計細節。在設計汽車風機、水泵、油泵等電機驅動控制器時，使用車規MCU+車規預驅+車規N溝道功率MOSFET，可以適配不同功率、各種通信方式和各種驅動方式。

控制器中的功率MOS驅動

如上圖直流無刷電機驅動電路，三相直流無刷電機（包括BLDC和PMSM）功率級驅動電路使用6個N溝道功率MOS構成三相全橋，分為三個連接到電源正極（VBus）的高邊MOS和三個連接到電源負極的低邊MOS。

控制器通過控制六個MOS的通斷，完成換相，使電機按照預期轉動。相關文章：介紹H橋電機驅動電路。電機在運轉過程中可能會遇到堵轉而導致過流，因此MOS驅動電路需要具有保護功能，以防止燒壞控制器或電機。

對于單個NMOS來說，在開通時，需要提供瞬間大電流向MOS內的寄生電容充電，柵源電壓（VGS）達到一定閾值后，MOS才能完全開通。在MOS開通后，還需要維持合適的柵源電壓（VGS），才可以保持開通狀態。相關文章：MOS管驅動電路有幾種，看完就明白了。

對于低邊MOS，其源極（S）接到電源負極，柵源電壓容易滿足，驅動較簡單。

對于高邊MOS，其源極（S）接到電機相線，其電壓是不確定的，如果需要開通，需要通過自舉電路提供柵極電壓，驅動較復雜。

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

審核編輯：湯梓紅