電機(jī)mos管采樣電阻設(shè)計(jì),mos管取樣電阻-KIA MOS管

mos管采樣電阻設(shè)計(jì)

在電機(jī)控制中，采樣電阻通常用于檢測(cè)電機(jī)相電流。采樣電阻的阻值一般在mΩ到Q之間，具體選擇取決于應(yīng)用場(chǎng)景和成本考慮。

常用的采樣電阻：高端采樣（Highside sensing）和低端采樣（Low side sensing）。

高端采樣中，采樣電阻位于負(fù)載高端，與母線電源連接；低端采樣中，采樣電阻位于負(fù)載低端，與地連接。

采樣電阻的位置和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

低端采樣：這是非常普遍的一種采樣方案，包括三電阻采樣、雙電阻采樣和單電阻采樣。三電阻和雙電阻方案最為常用，適用于成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。單電阻采樣方案通過在一個(gè)PWM周期內(nèi)對(duì)采樣電阻進(jìn)行兩次電流采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)。

高端采樣：雖然不常見，但在某些特定應(yīng)用中也有使用。高端采樣的優(yōu)點(diǎn)是可以避免低邊MOS開關(guān)對(duì)采樣的影響，但其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。

采樣電路的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇

三電阻和雙電阻采樣：在三電阻和雙電阻采樣中，通常在SVPWM的零序矢量處進(jìn)行采樣，以確保獲得準(zhǔn)確的相電流數(shù)據(jù)。雙電阻方案可以提供更穩(wěn)定的電流測(cè)量，適用于對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。

單電阻采樣：通過在一個(gè)PWM周期內(nèi)對(duì)采樣電阻進(jìn)行兩次采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法在成本和精度之間做了權(quán)衡，適用于成本敏感的應(yīng)用。

MOS管選取及取樣電阻設(shè)計(jì)

MOS管的選擇

1.場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓：Vin-max+Vor+設(shè)定允許的尖峰電壓+留一定的裕量；

2.MOS管的電流，依據(jù)變壓器的計(jì)算可知其平均電流以及峰值電流；

注意：一般情況下，通過MOS管的電流越大，內(nèi)阻越小，但是當(dāng)MOS管溫度升高時(shí)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)阻增大。同時(shí)MOS管有他的一個(gè)結(jié)溫大小，不能超過，否則會(huì)燒壞MOS；

3.Rds-on越小越好，考慮能接受的一個(gè)導(dǎo)通損耗來(lái)進(jìn)行選取。

先講述MOS的工作情況及機(jī)理，然后說(shuō)明其周邊器件的作用及如何取值

上圖1為MOS管的驅(qū)動(dòng)波形，注意看上升跟下降有抖動(dòng)，原因是MOS管有寄生電容跟電感，之間發(fā)生LC諧振

圖2為MOS管VGS之間的電壓以及VDS/Rds的一個(gè)波形圖

基于此圖可知，當(dāng)產(chǎn)生的PWM給MOS的寄生電容Cgs充電，導(dǎo)致VGS電位到該MOS的閾值電壓時(shí)（4-5V）此時(shí)MOS管開始導(dǎo)通，MOS可等效為一個(gè)電阻可調(diào)的。

由于一開始MOS的D極接整流后的電壓，電壓會(huì)給MOS的寄生電容Cgd充電，電容產(chǎn)生左負(fù)右正的電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)MOS管達(dá)到閾值電壓，開始導(dǎo)通時(shí)，電容Cgd通過MOS管放電，因而會(huì)分流PWM給MOS的寄生電容Cgs充電，因而產(chǎn)生一個(gè)米勒平臺(tái)（圖2中水平線，圖1第一個(gè)上升的抖動(dòng)時(shí)間，到第二個(gè)上升為止）又在米勒平臺(tái)剛形成的時(shí)候，Id就已經(jīng)達(dá)到最大值了，故而米勒平臺(tái)將會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗，這個(gè)持續(xù)的時(shí)間由這個(gè)米勒電容Cgd的大小決定。當(dāng)米勒電容Cgd放電完成且PWM給他反向充電，充滿以后，(米勒平臺(tái)消失)PWM接著給Cgs充電，使得Vgs的電位接著抬高，以及達(dá)到Rds的阻值很小的狀態(tài)。

圖3中紫色框的區(qū)域，與MOS并聯(lián)的電阻R22為下拉電阻，作用，若無(wú)這個(gè)下拉電阻由于MOS的寄生電容Cgs的存在，擾動(dòng)或是些干擾，可能導(dǎo)致MOS管誤導(dǎo)通。因而此下拉電阻的作用是給寄生電容Cgs提供一個(gè)放電回路，保證MOS的低電平可靠；

圖中黃色框的區(qū)域，R19是阻尼電阻，若取大，可能會(huì)導(dǎo)致給到MOS，G極的電壓不夠，驅(qū)動(dòng)不了MOS管開通，若取小了，會(huì)導(dǎo)致給到寄生電容Cgs過多能量，等MOS關(guān)斷時(shí)，將通過走D5放掉這部分能量，造成不必要的功耗。

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