Потери переключения FET в инверторе BLDC

Я разрабатываю инвертор для трапециевидного управления двигателем BLDC мощностью 500 Вт, используя DRV8301 в качестве драйвера затвора. У меня частота коммутации 10 кГц, Vdd 48В, Imax=20А. Я пытался рассчитать рассеиваемую мощность в полевых транзисторах, основываясь на нескольких предварительных выборах полевых транзисторов. Один полевой транзистор — STB46N30M5 . Этот полевой транзистор является излишним для приложения, но даже с меньшим полевым транзистором потери при переключении огромны - больше, чем потери проводимости. Мой расчет был следующим:

Вопрос т о т "=" Вопрос г С + Вопрос г Д "=" 95 н С
р д с "=" 40 м Ом
Средний ток затвора DRV301 составляет 30 мА, разделенный на 6 МОП-транзисторов:
я г а т е "=" 30 м А 6 "=" 5 м А

п с ж "=" 1 2 В д д я о ф с ж Вопрос т о т я г а т е
п с ж "=" 1 2 × 48 В × 20 А × 10 к ЧАС г × 95 н С 5 м А "=" 91,2 Вт
п с о н "=" я д с 2 р д с "=" 16 Вт

Время переключения составляет 19 мкс, что довольно долго. Возможно, использование 5 мА неверно, но использование пикового тока привода мне не кажется логичным.

т р "=" Вопрос т о т я г а т е "=" 19 мю с

Эти значения кажутся разумными? Мне просто нужно найти более мощного водителя ворот? Спасибо за любые советы.

При числах выше среднего ток затвора составляет около 10 кГц × 95 нКл = 950 мкА на каждый полевой транзистор.
Как средний ток, так и допустимый ток драйвера затвора не определяют время переключения, вместо этого вы должны использовать фактический пиковый ток затвора. На какой заметке в приложении вы основываете свой дизайн?
Привет, Карлок. Я сделал более глубокий расчет, используя ( application-notes.digchip.com/070/70-41484.pdf ). Поскольку я не знаю, каков фактический пиковый ток, я полагаю, что у меня недостаточно информации.
Привет Алекс, отлично, Infineon AN действительно хороший. Вы найдете выражения для токов затвора в нижней части страниц 8 и 9, в противном случае вы также можете просто использовать время нарастания и спада, указанное в таблице данных. Эти расчеты всегда являются приблизительными, не зацикливайтесь на десятичных дробях. Наконец, я бы предпочел несколько полевых транзисторов с гораздо более низким RDS (on), я считаю, что 16 Вт каждый только для проводимости действительно слишком сложно охлаждать.
Привет, Карлок, спасибо за ответ. Согласно примечанию к приложению, я просто использую Vdriver-Vplateau/Rgate для определения тока затвора при включении. Поскольку я могу выбрать значение резистора затвора, означает ли это, что ток должен быть ниже пикового тока, указанного драйвером? Если я использую 10, то ток затвора, например, составляет 510 мА.
Да, вы поняли :) это степень свободы, которую можно использовать в дизайне.

Ответы (1)

Даже при высоком токе переключения средний ток затвора будет довольно низким, практически равным нулю, за исключением каждого случая переключения. Расчет времени переключения всегда сложен из-за того, как определяются детали. Максимальные значения тока драйвера для этой части измеряются при 2 В (исток) и 8 В (сток), а минимальное напряжение управления затвором указано не при этом токе, а при более низком токе. TI не дает никаких кривых для этой части, только несколько дискретных точек. Полевой транзистор выглядит разумным с его значениями входной и обратной передаточных емкостей. Таким образом, точный расчет времени переключения на самом деле невозможен.

Сказав это, вы должны ожидать, что время переключения будет составлять сотни наносекунд, а не 19 мкс, которые вы оценили. Вы можете отрегулировать время переключения с помощью последовательного резистора на приводе затвора, хотя это может и не понадобиться, так как микросхема имеет встроенное мертвое время. Сделайте дорожки полевого транзистора широкими и короткими, включая затвор, чтобы избежать индуктивности.

Спасибо! Я сделал более глубокий расчет времени переключения, прежде чем увидеть ваш комментарий, используя ( application-notes.digchip.com/070/70-41484.pdf ), однако проблема незнания того, как выглядит текущая форма волны, остается проблемой. Я буду иметь в виду, что время переключения должно составлять сотни наносекунд, так что спасибо за это.
Потери переключения FET в инверторе BLDC
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v