【導讀】功率MOSFET驅動保護電路的設計可直接決定系統(tǒng)對執(zhí)行機構的驅動品質。文中針對具體的微電機驅動保護系統(tǒng)，有針對性地功率驅動保護電路進行計算分析與設計。實驗證明該電路設計簡單可靠，驅動與保護效果良好，完全可以滿足控制系統(tǒng)對執(zhí)行機構的驅動要求。
永磁無刷直流電機是隨著高性能永磁材料、電機控制技術和電力電子技術發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機，它既具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便、壽命長等優(yōu)點，又具備直流電機運行效率高、無勵磁損耗及調速性能好等諸多優(yōu)點，且還具有功率密度高，低轉速，大轉矩的特點。它的應用已從最初的軍事工業(yè)，向航空航天、醫(yī)療、信息、家電以及工業(yè)自動化等領域迅速發(fā)展。
圖1是由IR2130組成的無刷直流電機驅動原理圖為便于表示只畫出其中一個橋臂的電路示意圖，通過IR2130輸入信號控制MOSFET的開關，由此驅動無刷直流動機。C1是自舉電容，為上橋臂功率管驅動的懸浮電源存儲能量，D1的作用是防止上橋臂導通時母線電壓倒流到IR2130的電源上而使器件損壞，因此D1應有足夠的反向耐壓，當然D1與C1串聯(lián)也是為了滿足主電路功率開關頻率的要求，D1應選快速恢復二極管。 R1、R2、R10、R11、R12、C4組成過流檢測電路。R5、R6為柵極驅動電阻，D4、D5為功率管提供了一個低阻抗的放電回路，使功率管能夠快速的泄放電荷。
圖1：無刷直流電機驅動原理圖
功率場效應管的柵極與源極之間并聯(lián)了一個電阻和一個齊納二極管，電阻的作用是降低柵極與源極間的阻抗，齊納二極管的作用是防止柵極與源極間尖端電壓擊穿功率管。同時在功率場效應管的漏極與源極之間并聯(lián)了一個RC電路和齊納二極管，由于器件開關瞬間電流的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓，所以必須加上RC緩沖電路和齊納二極管對其進行保護。
在實際應用中柵極的驅動波形如圖4所示，此波形是在電機3000RPM時的驅動波形，可以看出此波形完全能夠滿足要求，同時進行了短路、電機堵轉等試驗，圖1電路也能過很好地保護功率MOSFET管。
圖2：柵極驅動波形
