想象一下,您正在设计伺服、计算机数控(CNC)或机器人应用的下一个功率级。这种情况下,功率级是低压直流馈电三相逆变器,电压范围为12 V到60 VDC ,额定功率小于1 kW。该额定电压涵盖通常用于电池供电马达系统或低压直流馈电马达系统中的电压的范围。另外,您可能还要满足这样的要求:在无需额外冷却功率级的情况下设计这个产品。它必须尽可能小,以满足目标应用程序的需求,当然它需要低成本。
那么,在这种情况下,想出一个可接受的解决方案来设计一个满足这个假设(虽然要求很高)的逆变器,从而满足以上要求。
因此,在开始定义指定的功率级、电流检测和保护电路之前,考虑采用智能栅极伺服驱动器的48V/500W三相逆变器参考设计非常重要,该参考设计极其实用且易于理解。
该参考设计采用高度集成的IC实现了小尺寸要求,包括三个具有100%占空比工作的半桥栅极驱动器。可选的源/汇电流从50 mA到2 A不等。VDS传感可实现过流保护,防止损坏功率级和马达。由于错误的脉冲宽度调制配置,VGS握手功能可保护功率级免受射穿。
下载具有智能栅极驱动器的48V、500W三相逆变器参考设计
了解为什么效率、保护和集成是高达60VDC的紧凑型直流馈电驱动器的重要设计因素。
典型的低压直流馈电伺服驱动功率级可如图1所示进行分区。图1基于直流馈电伺服驱动功率级模块。绿框所示为模块。
图 1:直流馈电伺服功率级
图1中低压直流馈电伺服驱动器的涵盖模块对系统性能有很大影响,并影响设计考虑因素。
通过将故障检测添加到半桥栅极驱动器以实现VDS传感和软关断,可以构建稳健的系统。这些功能允许栅极驱动器系统检测典型的过流或短路事件。这样做可在不增加额外的电流传感或硬件电路的情况下实现死区时间插入,从而确保无法提供错误的驱动信号,这可能会导致功率级或马达因短路而导致损坏。