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基于單片機的EPS驅(qū)動電路設(shè)計[2]

交換技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管控責(zé)任編輯：pjwang1986 2012-04-01

摘要：2.3.1H橋上側(cè)橋臂MOSFET功率管驅(qū)動電路設(shè)計上側(cè)橋臂的MOSFET功率管驅(qū)動電路如圖4所示，其中Qa/Qb為上側(cè)橋臂的功率MOSFETa管或b管，vdble為倍壓電源電路提供的電源電壓。當(dāng)MOSFET的控制信號a（b）為高電平時，Q1和Q2導(dǎo)通，電源通過Q2,D1以及R5與C1的并聯(lián)電路向Qa充電，直至Qa完全導(dǎo)通，Q3截止。當(dāng)Qa導(dǎo)通時，忽略Qa的漏極和源極之間的

2.3.1 H橋上側(cè)橋臂MOSFET功率管驅(qū)動電路設(shè)計

上側(cè)橋臂的MOSFET功率管驅(qū)動電路如圖4所示，其中Qa/Qb為上側(cè)橋臂的功率MOSFET a管或b管，vdble為倍壓電源電路提供的電源電壓。當(dāng)MOSFET的控制信號a（b）為高電平時，Q1和Q2導(dǎo)通，電源通過Q2 ,D1以及R5與C1的并聯(lián)電路向Qa充電，直至Qa完全導(dǎo)通，Q3截止。當(dāng)Qa導(dǎo)通時，忽略Qa的漏極和源極之間的電壓降，則Qa的源極電壓等于蓄電池電源電壓。此時，Qa的柵-源極電壓降VGS=（ Vdble-VCE- VF-Vbat），其中VCE為2N2907的集一射極飽和導(dǎo)通電壓，其典型值為0.4V,VF為D1的正向?qū)▔航担涞湫椭禐?.34V,Vbat為蓄電池電壓。為保證器件可靠導(dǎo)通，降低器件的直流導(dǎo)通損耗，VGS不低于 l0V.因此需設(shè)計高效的倍壓電源電路，以保證Vdble的值足夠大，滿足功率MOSFET的驅(qū)動要求。如果蓄電池電壓為12V時，Vdble≥12V+0.34V+0.4V+10V=22.74V.

當(dāng)MOSFET的控制信號a（b）管為低電平時，Q1和Q2均截止，Q3導(dǎo)通，Qa的柵-源極電壓通過R5與C1的并聯(lián)電路及Q3迅速釋放，直至Qa關(guān)斷。Qa關(guān)斷時，連接其柵-源之間的電阻R6使其柵-源電壓為零。 IRF3205的導(dǎo)通門限電壓為2~4V,OV的柵-源極電壓能夠使其關(guān)斷。

2.3.2 下側(cè)橋臂的功率MOSFET管驅(qū)動電路

下側(cè)橋臂的功率MOSFET驅(qū)動電路如圖5所示，其中Qc/Qd為下側(cè)橋臂的功率MOSFET的c管或d管。當(dāng)MOSFET的控制信號c（d）為高電平時，Q1導(dǎo)通，Q2截止，Q1的柵極電壓通過R3與C1組成的并聯(lián)電路、D1及 Q1迅速釋放，Qc/Qd關(guān)斷。

當(dāng)MOSFET的控制信號c（d）低電平時， Q1截止，Q2導(dǎo)通，電源通過Q2以及R3與C,組成的并聯(lián)電路對Qc的柵極充電，直至Qc完全導(dǎo)通。當(dāng)Qc導(dǎo)通時，其柵-源極電壓等于電源電壓減去Q2的集-射極飽和導(dǎo) 通電壓，而電源電壓又等于蓄電池電壓減去1N5819二極管的正向?qū)妷骸Ｋ?，Qc的柵-源極電壓VGS=（Vbat-VCE-VF），當(dāng)蓄電池電壓為12V,取各參數(shù)為典型值得Qc的柵-源極電壓為11.26V,滿足 IRF3205的柵極驅(qū)動（10V）所需的電壓

2.4 蓄電池倍壓工作電源

由于上側(cè)橋臂的MOSFET功率管的柵-源電壓必需大于22.74V,而蓄電池電壓只有12V.因此需要設(shè)計蓄電池倍壓電源，產(chǎn)生二倍于蓄電池電壓的電源電壓，提供給H橋a、b功率管的驅(qū)動電路，保證高側(cè) MOSFET功率管能夠完全導(dǎo)通。

電源倍壓電路如圖6所示，NE555定時器工作于多諧振蕩器模式，于引腳3產(chǎn)生幅值等于NE555的供電電壓，頻率為1/0.7（R2+2R1）C1的矩形波。C3、C4,Dl和D2構(gòu)成電荷泵電路。當(dāng)NE555引腳3輸出高電平時，由于電容電壓不能突變，C3正極電壓為24V或接近24V,并通過D2向C4充電，使C4電壓為24V或接近24V.由于受電路的工作效率、二極管D1和D2上的正向電壓降以及負載能力的限制，使得系統(tǒng)輸出電壓低于供電電壓的2倍。

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