无刷电机控制器工作原理的介绍、MOSFET功率损耗无刷电机控制器工作原理的介绍、MOSFET功率损耗（电动车）引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部...1.引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET,而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部分用户无法准确分析造成MOSF...
无刷电机控制器工作原理的介绍、MOSFET功率损耗（电动车）引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部...1.引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET,而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部分用户无法准确分析造成MOSFET损坏的原因。所以在设计阶段，有关MOSFET的可靠性设计是致关重要的。MOSFET通常的损坏模式包括：过流、过压、雪崩击穿、超出安全工作区等。但这些原因导致的损坏最终都是因为晶圆温度过高而损坏，所以在设计控制器时，热设计是非常重要的。MOSFET的结点温度必须经过计算，确保在使用过程中MOSFET结点温度不会超过其最大允许值。无刷电机控制器简介由于无刷电机具有高扭矩、长寿命、低噪声等优点，已在各领域中得到了广泛应用，其工作原理也已被大家广为熟知，这里不再详述。国内电动车电机控制器通常工作方式为三相六步，功率级原理图如图1所示，其中Q1,Q2为A相上管及下管；Q3,Q4为B相上管及下管；Q5,Q6为C相上管及下管。MOSFET全部使用AOT43O。MOSFET工作在两两导通方式，导通顺序为QlQ4fQlQ6fQ3Q6—Q3Q2fQ5Q2fQ5Q4fQlQ4，控制器的输出通过调整上桥PWM脉宽实现，PWM频率一般设置为18KHz以上。：uTiir^U!W43同歩或.非同节-O-t—gr回』31=C5:1呼HlW12专Em电涼检测电阻当电机及控制器工作在某一相时（假设B相上管Q3和C相下管Q6），在每一个PWM周期内，有两种工作状态：状态1:Q3和Q6导通，电流II经Q3、电机线圈L、Q6、电流检测电阻Rs流入地。状态2:Q3关断，Q6导通，电流I2流经电机线圈L、Q6、Q4，此状态称为续流状态。在状态2中，如果Q4导通，则称控制器为同步整流方式。如果Q4关断，I2靠Q4体二极管流通，则称为非同步整流工作方式。流经电机线圈L的电流I1和I2之和称为控制器相电流，流经电流检测电阻Rs的平均电流I1称为控制器的线电流，所以控制器的相电流要比控制器的线电流要大。功耗计算控制器MOSFET的功率损耗随着电机负载的加大而增加，当电机堵转时，控制器的MOSFET损耗达到最大（假设控制器为全输出时）。为了分析方便，我们假设电机堵转时B相上管工作在PWM模式下，C相下管一直导通，B相下管为同步整流工作方式（见图1）。电机堵转时的波形如图2-图5所示。a:L3avg：J_SUVsjii.oov1-IIIII1.11■II.■IIIIIII■IIIII■IAJCh2T,».«vCHIB.相：阻:3-CU3：坦跳相电StCH#：B相上管电流區2：B拥上管开適液聒CHEB协「管g：iCH3.控制器相电疏CH4：:B相上管电流囲空B鞘上管关斷液冊浑1:e51.9■••-TfefcPrpVucl-13vCV3FIVW||匚匸I.沙A：』3£."ChalcoA［忙曲勺||團1卜：卄M诃亦訂&&疗w.gvch~chrif'19.0ACHI；B耗下曾可声CHj:J,'.：^-ii=；k圏5：E相下管开关披矗CHJ；E相：卅卫护CH2：r?i.H-^ll■■；.=lr.H4：吏相上管开关眩形功率损耗计算如下:3.1B相上管功率损耗:3.1.1B相上管开通损耗(tl-t2),见图2;Phsfturn+on)=L卩曲碎尸间2*vds*l*(t2-tl)/T1=2M8HO^34O:MO_3/64=5.1W
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