PWM之MOS管推動(dòng)

PWM MOS管驅(qū)動(dòng)實(shí)際是將PWM信號(hào)經(jīng)過MOS進(jìn)行功率放大，將PWM信號(hào)變成具備一定功率輸出或有一定電流灌入能力的PWM波形。其常見的電路有PWM MOS管底邊驅(qū)動(dòng)，半橋輸出、H橋輸出和三相全橋輸出。

其具體應(yīng)用有如下應(yīng)用：

PWM MOS管底邊驅(qū)動(dòng)：常見于斬波器（串勵(lì)電機(jī)控制器）、反激式開關(guān)電源功率驅(qū)動(dòng)、Boost升壓電路、N型信號(hào)功率放大等各類電路中。

半橋輸出：常見于高頻諧振電源電路、大功率電磁爐等

H橋：兩個(gè)半橋構(gòu)成一個(gè)H橋，常見于開關(guān)電源、高頻焊機(jī)、大功率電磁爐、單相逆變器、有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)等

三相全橋：常見在變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)、無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)等相關(guān)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面

根據(jù)以上我們做出以下常見電路：

PWMMOS管底邊驅(qū)動(dòng)：

此電路中，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)Q1，Q1具備較強(qiáng)的光電流能力，此電路可以控制有刷電機(jī)單向旋轉(zhuǎn)、可以驅(qū)動(dòng)大功率繼電器、LED、指示燈等相關(guān)負(fù)載。此電路中C10與D5構(gòu)成滅弧電路，C10抑制Q1關(guān)斷瞬間，J6第二腳的電壓瞬間上升，通過C10，將此時(shí)刻的電壓上升斜率降低，給D5二極管續(xù)流相應(yīng)提供了一個(gè)反應(yīng)時(shí)間。D5具備續(xù)流的作用，Q1關(guān)斷后，負(fù)載電流不能瞬間消失，當(dāng)J6 第二腳電壓大于第1腳電壓時(shí)，電流會(huì)通過D5進(jìn)行回饋到VCC_12中。

半橋輸出：如下圖是一個(gè)IR2103的典型半橋驅(qū)動(dòng)電路

其中IR2103是典型的半橋驅(qū)動(dòng)芯片，半橋驅(qū)動(dòng)芯片目前市面上有很多，諸如FAN7382、FAN7390、IR2101、IR2102、IR2103、IR2108、IR2113、NCP5106、NCP5181、NCP5304、ADuM3223、ADuM4223等等。

其中圖中所示：

C1 為IR2103 邏輯電源濾波電容；

C2為高邊MOS驅(qū)動(dòng)電源自舉電容；

C3為高壓電源濾波電容；

HIN為高邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)，高有效；

LIN為底邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)，低有效；

D1二極管為高邊電源續(xù)流二極管，通過與C2自舉電容、負(fù)載端（TO LOAD）脈沖波形配合，完成VB高邊電源的電壓舉升。

注：半橋在工作時(shí)，Q1與Q2不能同時(shí)打開，若同時(shí)打開，會(huì)導(dǎo)致電源通過兩個(gè)MOS管對(duì)地短路而造成電路永久性損壞。

該電路中，PWM控制HIN與LIN端，可實(shí)現(xiàn)控制MOS管輸出，達(dá)到PWM功率放大的作用。其中MOS管中都內(nèi)嵌續(xù)流二極管，因此在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，沒有額外的追加續(xù)流二極管。

關(guān)于半橋的詳細(xì)工作特性及工作流程，我們會(huì)專門拿出一節(jié)來講解，我們會(huì)設(shè)計(jì)到MOS管驅(qū)動(dòng)特性、普通PWM與互補(bǔ)PWM控制半橋的注意點(diǎn)，如何防止MOS管損壞，MOS管選型注意事項(xiàng)等。

H橋電路：

H橋電路就是兩個(gè)半橋電路中間加一個(gè)負(fù)載，該電路結(jié)構(gòu)形狀類似于大寫的“H”，因此成為H橋基本電路，如下圖所示：

其中QA、QB、QC、QD可以三極管、MOS管或IGBT，其中低壓直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)或小功率電源驅(qū)動(dòng)中采用N-MOS管較多，小信號(hào)、小功率采用互補(bǔ)性三極管或MOS管，輸入高壓大功率電源、大功率高頻爐、大功率焊機(jī)會(huì)采用IGBT；

兩邊半橋采用半橋驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)，PWN信號(hào)通過控制半橋芯片，實(shí)現(xiàn)H橋的驅(qū)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，電源諧振電路驅(qū)動(dòng)，高頻諧振電路驅(qū)動(dòng)。

三相全橋是由三個(gè)半橋構(gòu)成三相負(fù)載驅(qū)動(dòng)的電路。其基本結(jié)構(gòu)如下

其中

VT1、VT4、D1、D4構(gòu)成一個(gè)半橋

VT3、VT6、D3、D6構(gòu)成一個(gè)半橋

VT5、VT2、D5、D2構(gòu)成一個(gè)半橋

三相全橋電路常見在三相逆變器、變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)、無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)等相關(guān)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面，生活中涉及到的東西有電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)大巴驅(qū)動(dòng)器、供水管道電機(jī)驅(qū)動(dòng)、供熱管道電機(jī)驅(qū)動(dòng)、樓宇排風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、變頻空調(diào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等等。
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