功率级保护，电流感应，效率分析和相关的TI设计
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欢迎回来参加培训系列 第四部分“电池供电型 电机驱动应用： 设计高性能 功率级”。 在这一部分的 培训中，我们将 讨论功率级 [? 保护 ?]、电流感应、 效率分析以及 几种 TI 设计。 需要的重要 保护之一 是防击穿 保护。 击穿的原因 是什么？ 当顶部和底部 FET PWM 一起打开时， 或者 Cdv/dt 拾取同时导致 高 [? 必然 ?] 和低 [? 必然 ?] [? 导电性 ?] 时， 即会形成击穿 。 如何 防止击穿呢？ TI 的高级 栅极驱动器 具有 VGS 握手 功能，其中网关 将会监控顶部和 底部 FET 的 VGS 以避免击穿。 握手后插入 [? 时间 ?]。 栅极 [? 驱动器 ?] 可通过调整转换速率 并提供强下拉， 帮助防止 Cdv/dt 拾取。 堵转或 [? 完全阻塞 ?] 是 电动工具中可能发生的 最坏情况之一。 我们在培训的 第一部分中讨论过， 模型中的堵转电流 可能为额定电流的 20 至 30 倍或以上。 高级栅极驱动器 通过监控 MOSFET 的 [听不清] 电压提供 堵转电流保护功能。 可以在逐周期 电流限制模式、 锁存关闭模式或 仅报告模式下配置 电流限制保护。 测试结果表明， 可以通过 DRV8303 实现 逐周期电流限制保护。 而且，右侧 测试结果 显示了 由 DRV8305 在 [? 模型 ?] 短路测试中 提供的最后保护。 有关更多详细信息，请参阅 TI 设计 TIDA00436 和 TIDA00771。 梯形控制和磁场 定向控制中的 电流感应。 在梯形控制中， 一次只有两个 模型相位导通，并且 通过监测 [? 直流正 ?] 电流 可 测量相同的电流。 因此，单个电流 传感器就足够了。 栅极驱动器 DRV830x 系列 具有集成放大器， 可以使用这些放大器 进行电流感应。 FOC 需要将两个 或三个传感器 放在 [? 反相 ?] [听不清] 上， 才可感应双极电流。 内部电流传感器 具有可调的电平位移 基准电压，可帮助 感应双极电流。 电流感应中的 设计挑战是什么？ 通常使用 低价值的 电流传感器 进行电流感应， 这有助于在 [听不清] 系统中 引入 [? 适当负载 ?]。 因此，我们需要将 [? 修正 ?] 放大器 与高增益带宽 产品配合使用。 由于开关期间存在 [? 感应 ?] [? 耦合 ?] 噪声， 因此，跨 [听不清] 系统的 同一电压可能包含 尖峰。 在高 [听不清] 期间，传感器系统的 电感也能够 拾取尖峰。 测试结果表明， 放大器捕获了 电压尖峰。 尖峰可导致所有 电流误跳。 DRV830x 系列 栅极驱动器的 集成放大器内 提供的消隐时间 功能可帮助消除放大器 输出中的电压尖峰。 底部测试结果 显示了 500 纳秒 消隐时间的 测试结果，我们 可以观察到所有 电压尖峰均已消除。 电机功率级的 效率和损耗分析。 导通损耗是 另一种主要损耗。 为了降低导通损耗， 请使用具有低 RDS_ON 的 FET。 使用具有高 Vgs 驱动 能力的栅极驱动器。 为了降低开关 损耗，请使用 具有低 Qg 的 FET 和具有高栅极电流或 异形栅极电流的栅极驱动器。 选择最佳 逆变器开关频率。 开关 频率 取决于应用。 对于电动工具 或园艺工具、 电动自行车等应用， 使用低于 20 千赫的 开关频率。 对于需要 磁场控制 或 [听不清] 控制的 低电感模型，使用 40 至 100 千赫的开关频率。 在真空吸尘器等 以高于 100 kRPM 的 速率运行的高速电机中， 使用高于 40 千赫的 开关频率。 为了降低二极管损耗， 我们需要优化 死区时间和 dv/dt。 在开关频率介于 30 至 60 千赫的 典型功率级中， 如果分离损耗， 则导通损耗约占 总损耗的 60% 至 80%。 开关损耗占 总损耗的 10% 至 25%， 二极管导致的损耗 占 5% 至 10%。 现在，让我们 仔细查看适用于 电动工具的 一些 TI 设计。 TIDA-00771 是一种 适用于电动工具内的 [听不清] 或 BLDC 模型的 驱动器，这些电动工具 使用三节锂离子电池， 电池电压低至 12.6 伏， 适合防火墙。 此设计 使用基于精密紧凑型 MOSFET 的 [听不清] 逆变器，可连续 输送 20 安培的 RMS 绕组电流，并可输送持续 一秒钟的 70 安培峰值电流， 它不使用外部冷却或 散热器。 此设计是 45MM x 50MM 紧凑型驱动器， 实施基于传感器的 梯形控制。 栅极驱动器内部 架构提供的低速率控制 和 [听不清] 可确保 在整个工作电压 范围内具有 最高的 功率级 效率， 并且使用 [听不清] 性能。 功率级具有 高于 97% 的效率。 TIDA-00772 是一种 电压为 18 伏、功率为 400 瓦、 效率为 98% 的紧凑型 [听不清] 直流模型 驱动器，具有堵转 电流限制保护。 此设计的工作电压 范围为 5 伏至 21 伏。 [听不清] 锂离子电池。 支持在 1 秒钟内提供 18 [? 安培 ?] RMS 连续 绕组电流、60 RPM 峰值， 而无需散热器或气流。 [? 板 ?] 的 外形小巧， 可以灵活地安装在 所述的电动工具中， 高效率可带来 更长的电池持续时间， 并且 60 RPM 电流容量 可在电动工具中提供高的 瞬时峰值 [听不清]。 TIDA-00285 是一种 功率为 1 千瓦、电压为 36 伏的 功率级，适用于 电池供电型 园艺工具和电动 工具中的无刷模型。 此设计支持 36 伏直流输入， 适用于 10 节锂离子电池， 并可传输高达 13 安培的 RMS 连续 绕组电流。 此设计实施了 磁场定向控制。 TIDA-00436. 适用于 BLDC 模型的 36 伏，32 安培功率级， 具有逐周期 [? 启动 ?] 电流限制。 此设计对 [听不清] 较低驱动实施 梯形控制， 具备所有保护。 我们总结一下在 [听不清] 的最后一个系列中 讨论过的内容。 我们讨论了 电池供电型 电机驱动应用、 为电动工具中的 功率级设计确定了 高性能参数， 并讨论了如何选择 MOSFET 和栅极驱动器 以实现高性能。 我们仔细探讨了 功率级设计的各个方面， 并发现 MOSFET 和 栅极驱动器的选择 并非相互独立。 有关更多信息和 读物，请访问 www.ti.com/solutions/powertools ti.com/tidesigns，您可以在其中 找到多种 TI 设计， 并且您可以根据应用 或 [听不清] 进行选择。 访问 Ti.com/mosfets 可查看 德州仪器 (TI) 提供的所有 FET 产品。 访问 ti.com/motordrivers 或 gatedrivers 可查看德州仪器 (TI) 提供的所有 栅极驱动器。
欢迎回来参加培训系列 第四部分“电池供电型 电机驱动应用： 设计高性能 功率级”。 在这一部分的 培训中，我们将 讨论功率级 [? 保护 ?]、电流感应、 效率分析以及 几种 TI 设计。 需要的重要 保护之一 是防击穿 保护。 击穿的原因 是什么？ 当顶部和底部 FET PWM 一起打开时， 或者 Cdv/dt 拾取同时导致 高 [? 必然 ?] 和低 [? 必然 ?] [? 导电性 ?] 时， 即会形成击穿 。 如何 防止击穿呢？ TI 的高级 栅极驱动器 具有 VGS 握手 功能，其中网关 将会监控顶部和 底部 FET 的 VGS 以避免击穿。 握手后插入 [? 时间 ?]。 栅极 [? 驱动器 ?] 可通过调整转换速率 并提供强下拉， 帮助防止 Cdv/dt 拾取。 堵转或 [? 完全阻塞 ?] 是 电动工具中可能发生的 最坏情况之一。 我们在培训的 第一部分中讨论过， 模型中的堵转电流 可能为额定电流的 20 至 30 倍或以上。 高级栅极驱动器 通过监控 MOSFET 的 [听不清] 电压提供 堵转电流保护功能。 可以在逐周期 电流限制模式、 锁存关闭模式或 仅报告模式下配置 电流限制保护。 测试结果表明， 可以通过 DRV8303 实现 逐周期电流限制保护。 而且，右侧 测试结果 显示了 由 DRV8305 在 [? 模型 ?] 短路测试中 提供的最后保护。 有关更多详细信息，请参阅 TI 设计 TIDA00436 和 TIDA00771。 梯形控制和磁场 定向控制中的 电流感应。 在梯形控制中， 一次只有两个 模型相位导通，并且 通过监测 [? 直流正 ?] 电流 可 测量相同的电流。 因此，单个电流 传感器就足够了。 栅极驱动器 DRV830x 系列 具有集成放大器， 可以使用这些放大器 进行电流感应。 FOC 需要将两个 或三个传感器 放在 [? 反相 ?] [听不清] 上， 才可感应双极电流。 内部电流传感器 具有可调的电平位移 基准电压，可帮助 感应双极电流。 电流感应中的 设计挑战是什么？ 通常使用 低价值的 电流传感器 进行电流感应， 这有助于在 [听不清] 系统中 引入 [? 适当负载 ?]。 因此，我们需要将 [? 修正 ?] 放大器 与高增益带宽 产品配合使用。 由于开关期间存在 [? 感应 ?] [? 耦合 ?] 噪声， 因此，跨 [听不清] 系统的 同一电压可能包含 尖峰。 在高 [听不清] 期间，传感器系统的 电感也能够 拾取尖峰。 测试结果表明， 放大器捕获了 电压尖峰。 尖峰可导致所有 电流误跳。 DRV830x 系列 栅极驱动器的 集成放大器内 提供的消隐时间 功能可帮助消除放大器 输出中的电压尖峰。 底部测试结果 显示了 500 纳秒 消隐时间的 测试结果，我们 可以观察到所有 电压尖峰均已消除。 电机功率级的 效率和损耗分析。 导通损耗是 另一种主要损耗。 为了降低导通损耗， 请使用具有低 RDS_ON 的 FET。 使用具有高 Vgs 驱动 能力的栅极驱动器。 为了降低开关 损耗，请使用 具有低 Qg 的 FET 和具有高栅极电流或 异形栅极电流的栅极驱动器。 选择最佳 逆变器开关频率。 开关 频率 取决于应用。 对于电动工具 或园艺工具、 电动自行车等应用， 使用低于 20 千赫的 开关频率。 对于需要 磁场控制 或 [听不清] 控制的 低电感模型，使用 40 至 100 千赫的开关频率。 在真空吸尘器等 以高于 100 kRPM 的 速率运行的高速电机中， 使用高于 40 千赫的 开关频率。 为了降低二极管损耗， 我们需要优化 死区时间和 dv/dt。 在开关频率介于 30 至 60 千赫的 典型功率级中， 如果分离损耗， 则导通损耗约占 总损耗的 60% 至 80%。 开关损耗占 总损耗的 10% 至 25%， 二极管导致的损耗 占 5% 至 10%。 现在，让我们 仔细查看适用于 电动工具的 一些 TI 设计。 TIDA-00771 是一种 适用于电动工具内的 [听不清] 或 BLDC 模型的 驱动器，这些电动工具 使用三节锂离子电池， 电池电压低至 12.6 伏， 适合防火墙。 此设计 使用基于精密紧凑型 MOSFET 的 [听不清] 逆变器，可连续 输送 20 安培的 RMS 绕组电流，并可输送持续 一秒钟的 70 安培峰值电流， 它不使用外部冷却或 散热器。 此设计是 45MM x 50MM 紧凑型驱动器， 实施基于传感器的 梯形控制。 栅极驱动器内部 架构提供的低速率控制 和 [听不清] 可确保 在整个工作电压 范围内具有 最高的 功率级 效率， 并且使用 [听不清] 性能。 功率级具有 高于 97% 的效率。 TIDA-00772 是一种 电压为 18 伏、功率为 400 瓦、 效率为 98% 的紧凑型 [听不清] 直流模型 驱动器，具有堵转 电流限制保护。 此设计的工作电压 范围为 5 伏至 21 伏。 [听不清] 锂离子电池。 支持在 1 秒钟内提供 18 [? 安培 ?] RMS 连续 绕组电流、60 RPM 峰值， 而无需散热器或气流。 [? 板 ?] 的 外形小巧， 可以灵活地安装在 所述的电动工具中， 高效率可带来 更长的电池持续时间， 并且 60 RPM 电流容量 可在电动工具中提供高的 瞬时峰值 [听不清]。 TIDA-00285 是一种 功率为 1 千瓦、电压为 36 伏的 功率级，适用于 电池供电型 园艺工具和电动 工具中的无刷模型。 此设计支持 36 伏直流输入， 适用于 10 节锂离子电池， 并可传输高达 13 安培的 RMS 连续 绕组电流。 此设计实施了 磁场定向控制。 TIDA-00436. 适用于 BLDC 模型的 36 伏，32 安培功率级， 具有逐周期 [? 启动 ?] 电流限制。 此设计对 [听不清] 较低驱动实施 梯形控制， 具备所有保护。 我们总结一下在 [听不清] 的最后一个系列中 讨论过的内容。 我们讨论了 电池供电型 电机驱动应用、 为电动工具中的 功率级设计确定了 高性能参数， 并讨论了如何选择 MOSFET 和栅极驱动器 以实现高性能。 我们仔细探讨了 功率级设计的各个方面， 并发现 MOSFET 和 栅极驱动器的选择 并非相互独立。 有关更多信息和 读物，请访问 www.ti.com/solutions/powertools ti.com/tidesigns，您可以在其中 找到多种 TI 设计， 并且您可以根据应用 或 [听不清] 进行选择。 访问 Ti.com/mosfets 可查看 德州仪器 (TI) 提供的所有 FET 产品。 访问 ti.com/motordrivers 或 gatedrivers 可查看德州仪器 (TI) 提供的所有 栅极驱动器。
欢迎回来参加培训系列 第四部分“电池供电型
电机驱动应用： 设计高性能
功率级”。
在这一部分的 培训中，我们将
讨论功率级 [? 保护 ?]、电流感应、
效率分析以及 几种 TI 设计。
需要的重要 保护之一
是防击穿 保护。
击穿的原因 是什么？
当顶部和底部 FET PWM 一起打开时，
或者 Cdv/dt 拾取同时导致 高 [? 必然 ?] 和低 [? 必然 ?]
[? 导电性 ?] 时， 即会形成击穿 。 如何
防止击穿呢？
TI 的高级 栅极驱动器
具有 VGS 握手 功能，其中网关
将会监控顶部和 底部 FET 的 VGS
以避免击穿。
握手后插入 [? 时间 ?]。
栅极 [? 驱动器 ?] 可通过调整转换速率
并提供强下拉， 帮助防止
Cdv/dt 拾取。
堵转或 [? 完全阻塞 ?] 是 电动工具中可能发生的
最坏情况之一。
我们在培训的 第一部分中讨论过，
模型中的堵转电流 可能为额定电流的
20 至 30 倍或以上。
高级栅极驱动器 通过监控 MOSFET 的
[听不清] 电压提供 堵转电流保护功能。
可以在逐周期 电流限制模式、
锁存关闭模式或 仅报告模式下配置
电流限制保护。
测试结果表明， 可以通过 DRV8303 实现
逐周期电流限制保护。
而且，右侧 测试结果
显示了 由 DRV8305
在 [? 模型 ?] 短路测试中 提供的最后保护。
有关更多详细信息，请参阅 TI 设计 TIDA00436 和 TIDA00771。
梯形控制和磁场 定向控制中的
电流感应。
在梯形控制中， 一次只有两个
模型相位导通，并且 通过监测 [? 直流正 ?] 电流
可 测量相同的电流。
因此，单个电流 传感器就足够了。
栅极驱动器 DRV830x 系列 具有集成放大器，
可以使用这些放大器 进行电流感应。
FOC 需要将两个 或三个传感器
放在 [? 反相 ?] [听不清] 上，
才可感应双极电流。
内部电流传感器 具有可调的电平位移
基准电压，可帮助 感应双极电流。
电流感应中的 设计挑战是什么？
通常使用 低价值的
电流传感器 进行电流感应，
这有助于在 [听不清] 系统中
引入 [? 适当负载 ?]。
因此，我们需要将 [? 修正 ?] 放大器
与高增益带宽 产品配合使用。
由于开关期间存在 [? 感应 ?] [? 耦合 ?] 噪声，
因此，跨 [听不清] 系统的 同一电压可能包含
尖峰。
在高 [听不清] 期间，传感器系统的
电感也能够 拾取尖峰。
测试结果表明， 放大器捕获了
电压尖峰。
尖峰可导致所有 电流误跳。
DRV830x 系列 栅极驱动器的
集成放大器内 提供的消隐时间
功能可帮助消除放大器 输出中的电压尖峰。
底部测试结果 显示了 500 纳秒
消隐时间的 测试结果，我们
可以观察到所有 电压尖峰均已消除。
电机功率级的 效率和损耗分析。
导通损耗是 另一种主要损耗。
为了降低导通损耗， 请使用具有低 RDS_ON 的 FET。
使用具有高 Vgs 驱动 能力的栅极驱动器。
为了降低开关 损耗，请使用
具有低 Qg 的 FET 和具有高栅极电流或
异形栅极电流的栅极驱动器。
选择最佳 逆变器开关频率。
开关 频率
取决于应用。
对于电动工具 或园艺工具、
电动自行车等应用， 使用低于 20 千赫的
开关频率。
对于需要 磁场控制
或 [听不清] 控制的 低电感模型，使用 40 至
100 千赫的开关频率。
在真空吸尘器等 以高于 100 kRPM 的
速率运行的高速电机中， 使用高于 40 千赫的
开关频率。
为了降低二极管损耗， 我们需要优化
死区时间和 dv/dt。
在开关频率介于 30 至 60 千赫的
典型功率级中， 如果分离损耗，
则导通损耗约占 总损耗的 60% 至 80%。
开关损耗占 总损耗的 10% 至 25%，
二极管导致的损耗 占 5% 至 10%。
现在，让我们 仔细查看适用于
电动工具的 一些 TI 设计。
TIDA-00771 是一种 适用于电动工具内的
[听不清] 或 BLDC 模型的 驱动器，这些电动工具
使用三节锂离子电池， 电池电压低至 12.6 伏，
适合防火墙。 此设计 使用基于精密紧凑型
MOSFET 的 [听不清] 逆变器，可连续
输送 20 安培的 RMS 绕组电流，并可输送持续
一秒钟的 70 安培峰值电流， 它不使用外部冷却或
散热器。
此设计是 45MM x 50MM 紧凑型驱动器，
实施基于传感器的 梯形控制。
栅极驱动器内部 架构提供的低速率控制
和 [听不清] 可确保 在整个工作电压
范围内具有 最高的
功率级 效率，
并且使用 [听不清] 性能。
功率级具有 高于 97% 的效率。
TIDA-00772 是一种 电压为 18 伏、功率为 400 瓦、
效率为 98% 的紧凑型 [听不清] 直流模型
驱动器，具有堵转 电流限制保护。
此设计的工作电压 范围为 5 伏至 21 伏。
[听不清] 锂离子电池。
支持在 1 秒钟内提供 18 [? 安培 ?] RMS 连续
绕组电流、60 RPM 峰值，
而无需散热器或气流。
[? 板 ?] 的 外形小巧，
可以灵活地安装在 所述的电动工具中，
高效率可带来 更长的电池持续时间，
并且 60 RPM 电流容量
可在电动工具中提供高的 瞬时峰值 [听不清]。
TIDA-00285 是一种 功率为 1 千瓦、电压为 36 伏的
功率级，适用于 电池供电型
园艺工具和电动 工具中的无刷模型。
此设计支持 36 伏直流输入， 适用于 10 节锂离子电池，
并可传输高达 13 安培的 RMS 连续
绕组电流。
此设计实施了 磁场定向控制。
TIDA-00436.
适用于 BLDC 模型的 36 伏，32 安培功率级，
具有逐周期 [? 启动 ?] 电流限制。
此设计对 [听不清] 较低驱动实施
梯形控制， 具备所有保护。
我们总结一下在 [听不清] 的最后一个系列中
讨论过的内容。
我们讨论了 电池供电型
电机驱动应用、 为电动工具中的
功率级设计确定了 高性能参数，
并讨论了如何选择 MOSFET 和栅极驱动器
以实现高性能。
我们仔细探讨了 功率级设计的各个方面，
并发现 MOSFET 和 栅极驱动器的选择
并非相互独立。
有关更多信息和 读物，请访问
www.ti.com/solutions/powertools ti.com/tidesigns，您可以在其中
找到多种 TI 设计，
并且您可以根据应用 或 [听不清] 进行选择。
访问 Ti.com/mosfets 可查看 德州仪器 (TI) 提供的所有
FET 产品。
访问 ti.com/motordrivers 或 gatedrivers 可查看德州仪器 (TI) 提供的所有
栅极驱动器。
欢迎回来参加培训系列 第四部分“电池供电型 电机驱动应用： 设计高性能 功率级”。 在这一部分的 培训中，我们将 讨论功率级 [? 保护 ?]、电流感应、 效率分析以及 几种 TI 设计。 需要的重要 保护之一 是防击穿 保护。 击穿的原因 是什么？ 当顶部和底部 FET PWM 一起打开时， 或者 Cdv/dt 拾取同时导致 高 [? 必然 ?] 和低 [? 必然 ?] [? 导电性 ?] 时， 即会形成击穿 。 如何 防止击穿呢？ TI 的高级 栅极驱动器 具有 VGS 握手 功能，其中网关 将会监控顶部和 底部 FET 的 VGS 以避免击穿。 握手后插入 [? 时间 ?]。 栅极 [? 驱动器 ?] 可通过调整转换速率 并提供强下拉， 帮助防止 Cdv/dt 拾取。 堵转或 [? 完全阻塞 ?] 是 电动工具中可能发生的 最坏情况之一。 我们在培训的 第一部分中讨论过， 模型中的堵转电流 可能为额定电流的 20 至 30 倍或以上。 高级栅极驱动器 通过监控 MOSFET 的 [听不清] 电压提供 堵转电流保护功能。 可以在逐周期 电流限制模式、 锁存关闭模式或 仅报告模式下配置 电流限制保护。 测试结果表明， 可以通过 DRV8303 实现 逐周期电流限制保护。 而且，右侧 测试结果 显示了 由 DRV8305 在 [? 模型 ?] 短路测试中 提供的最后保护。 有关更多详细信息，请参阅 TI 设计 TIDA00436 和 TIDA00771。 梯形控制和磁场 定向控制中的 电流感应。 在梯形控制中， 一次只有两个 模型相位导通，并且 通过监测 [? 直流正 ?] 电流 可 测量相同的电流。 因此，单个电流 传感器就足够了。 栅极驱动器 DRV830x 系列 具有集成放大器， 可以使用这些放大器 进行电流感应。 FOC 需要将两个 或三个传感器 放在 [? 反相 ?] [听不清] 上， 才可感应双极电流。 内部电流传感器 具有可调的电平位移 基准电压，可帮助 感应双极电流。 电流感应中的 设计挑战是什么？ 通常使用 低价值的 电流传感器 进行电流感应， 这有助于在 [听不清] 系统中 引入 [? 适当负载 ?]。 因此，我们需要将 [? 修正 ?] 放大器 与高增益带宽 产品配合使用。 由于开关期间存在 [? 感应 ?] [? 耦合 ?] 噪声， 因此，跨 [听不清] 系统的 同一电压可能包含 尖峰。 在高 [听不清] 期间，传感器系统的 电感也能够 拾取尖峰。 测试结果表明， 放大器捕获了 电压尖峰。 尖峰可导致所有 电流误跳。 DRV830x 系列 栅极驱动器的 集成放大器内 提供的消隐时间 功能可帮助消除放大器 输出中的电压尖峰。 底部测试结果 显示了 500 纳秒 消隐时间的 测试结果，我们 可以观察到所有 电压尖峰均已消除。 电机功率级的 效率和损耗分析。 导通损耗是 另一种主要损耗。 为了降低导通损耗， 请使用具有低 RDS_ON 的 FET。 使用具有高 Vgs 驱动 能力的栅极驱动器。 为了降低开关 损耗，请使用 具有低 Qg 的 FET 和具有高栅极电流或 异形栅极电流的栅极驱动器。 选择最佳 逆变器开关频率。 开关 频率 取决于应用。 对于电动工具 或园艺工具、 电动自行车等应用， 使用低于 20 千赫的 开关频率。 对于需要 磁场控制 或 [听不清] 控制的 低电感模型，使用 40 至 100 千赫的开关频率。 在真空吸尘器等 以高于 100 kRPM 的 速率运行的高速电机中， 使用高于 40 千赫的 开关频率。 为了降低二极管损耗， 我们需要优化 死区时间和 dv/dt。 在开关频率介于 30 至 60 千赫的 典型功率级中， 如果分离损耗， 则导通损耗约占 总损耗的 60% 至 80%。 开关损耗占 总损耗的 10% 至 25%， 二极管导致的损耗 占 5% 至 10%。 现在，让我们 仔细查看适用于 电动工具的 一些 TI 设计。 TIDA-00771 是一种 适用于电动工具内的 [听不清] 或 BLDC 模型的 驱动器，这些电动工具 使用三节锂离子电池， 电池电压低至 12.6 伏， 适合防火墙。 此设计 使用基于精密紧凑型 MOSFET 的 [听不清] 逆变器，可连续 输送 20 安培的 RMS 绕组电流，并可输送持续 一秒钟的 70 安培峰值电流， 它不使用外部冷却或 散热器。 此设计是 45MM x 50MM 紧凑型驱动器， 实施基于传感器的 梯形控制。 栅极驱动器内部 架构提供的低速率控制 和 [听不清] 可确保 在整个工作电压 范围内具有 最高的 功率级 效率， 并且使用 [听不清] 性能。 功率级具有 高于 97% 的效率。 TIDA-00772 是一种 电压为 18 伏、功率为 400 瓦、 效率为 98% 的紧凑型 [听不清] 直流模型 驱动器，具有堵转 电流限制保护。 此设计的工作电压 范围为 5 伏至 21 伏。 [听不清] 锂离子电池。 支持在 1 秒钟内提供 18 [? 安培 ?] RMS 连续 绕组电流、60 RPM 峰值， 而无需散热器或气流。 [? 板 ?] 的 外形小巧， 可以灵活地安装在 所述的电动工具中， 高效率可带来 更长的电池持续时间， 并且 60 RPM 电流容量 可在电动工具中提供高的 瞬时峰值 [听不清]。 TIDA-00285 是一种 功率为 1 千瓦、电压为 36 伏的 功率级，适用于 电池供电型 园艺工具和电动 工具中的无刷模型。 此设计支持 36 伏直流输入， 适用于 10 节锂离子电池， 并可传输高达 13 安培的 RMS 连续 绕组电流。 此设计实施了 磁场定向控制。 TIDA-00436. 适用于 BLDC 模型的 36 伏，32 安培功率级， 具有逐周期 [? 启动 ?] 电流限制。 此设计对 [听不清] 较低驱动实施 梯形控制， 具备所有保护。 我们总结一下在 [听不清] 的最后一个系列中 讨论过的内容。 我们讨论了 电池供电型 电机驱动应用、 为电动工具中的 功率级设计确定了 高性能参数， 并讨论了如何选择 MOSFET 和栅极驱动器 以实现高性能。 我们仔细探讨了 功率级设计的各个方面， 并发现 MOSFET 和 栅极驱动器的选择 并非相互独立。 有关更多信息和 读物，请访问 www.ti.com/solutions/powertools ti.com/tidesigns，您可以在其中 找到多种 TI 设计， 并且您可以根据应用 或 [听不清] 进行选择。 访问 Ti.com/mosfets 可查看 德州仪器 (TI) 提供的所有 FET 产品。 访问 ti.com/motordrivers 或 gatedrivers 可查看德州仪器 (TI) 提供的所有 栅极驱动器。
欢迎回来参加培训系列 第四部分“电池供电型
电机驱动应用： 设计高性能
功率级”。
在这一部分的 培训中，我们将
讨论功率级 [? 保护 ?]、电流感应、
效率分析以及 几种 TI 设计。
需要的重要 保护之一
是防击穿 保护。
击穿的原因 是什么？
当顶部和底部 FET PWM 一起打开时，
或者 Cdv/dt 拾取同时导致 高 [? 必然 ?] 和低 [? 必然 ?]
[? 导电性 ?] 时， 即会形成击穿 。 如何
防止击穿呢？
TI 的高级 栅极驱动器
具有 VGS 握手 功能，其中网关
将会监控顶部和 底部 FET 的 VGS
以避免击穿。
握手后插入 [? 时间 ?]。
栅极 [? 驱动器 ?] 可通过调整转换速率
并提供强下拉， 帮助防止
Cdv/dt 拾取。
堵转或 [? 完全阻塞 ?] 是 电动工具中可能发生的
最坏情况之一。
我们在培训的 第一部分中讨论过，
模型中的堵转电流 可能为额定电流的
20 至 30 倍或以上。
高级栅极驱动器 通过监控 MOSFET 的
[听不清] 电压提供 堵转电流保护功能。
可以在逐周期 电流限制模式、
锁存关闭模式或 仅报告模式下配置
电流限制保护。
测试结果表明， 可以通过 DRV8303 实现
逐周期电流限制保护。
而且，右侧 测试结果
显示了 由 DRV8305
在 [? 模型 ?] 短路测试中 提供的最后保护。
有关更多详细信息，请参阅 TI 设计 TIDA00436 和 TIDA00771。
梯形控制和磁场 定向控制中的
电流感应。
在梯形控制中， 一次只有两个
模型相位导通，并且 通过监测 [? 直流正 ?] 电流
可 测量相同的电流。
因此，单个电流 传感器就足够了。
栅极驱动器 DRV830x 系列 具有集成放大器，
可以使用这些放大器 进行电流感应。
FOC 需要将两个 或三个传感器
放在 [? 反相 ?] [听不清] 上，
才可感应双极电流。
内部电流传感器 具有可调的电平位移
基准电压，可帮助 感应双极电流。
电流感应中的 设计挑战是什么？
通常使用 低价值的
电流传感器 进行电流感应，
这有助于在 [听不清] 系统中
引入 [? 适当负载 ?]。
因此，我们需要将 [? 修正 ?] 放大器
与高增益带宽 产品配合使用。
由于开关期间存在 [? 感应 ?] [? 耦合 ?] 噪声，
因此，跨 [听不清] 系统的 同一电压可能包含
尖峰。
在高 [听不清] 期间，传感器系统的
电感也能够 拾取尖峰。
测试结果表明， 放大器捕获了
电压尖峰。
尖峰可导致所有 电流误跳。
DRV830x 系列 栅极驱动器的
集成放大器内 提供的消隐时间
功能可帮助消除放大器 输出中的电压尖峰。
底部测试结果 显示了 500 纳秒
消隐时间的 测试结果，我们
可以观察到所有 电压尖峰均已消除。
电机功率级的 效率和损耗分析。
导通损耗是 另一种主要损耗。
为了降低导通损耗， 请使用具有低 RDS_ON 的 FET。
使用具有高 Vgs 驱动 能力的栅极驱动器。
为了降低开关 损耗，请使用
具有低 Qg 的 FET 和具有高栅极电流或
异形栅极电流的栅极驱动器。
选择最佳 逆变器开关频率。
开关 频率
取决于应用。
对于电动工具 或园艺工具、
电动自行车等应用， 使用低于 20 千赫的
开关频率。
对于需要 磁场控制
或 [听不清] 控制的 低电感模型，使用 40 至
100 千赫的开关频率。
在真空吸尘器等 以高于 100 kRPM 的
速率运行的高速电机中， 使用高于 40 千赫的
开关频率。
为了降低二极管损耗， 我们需要优化
死区时间和 dv/dt。
在开关频率介于 30 至 60 千赫的
典型功率级中， 如果分离损耗，
则导通损耗约占 总损耗的 60% 至 80%。
开关损耗占 总损耗的 10% 至 25%，
二极管导致的损耗 占 5% 至 10%。
现在，让我们 仔细查看适用于
电动工具的 一些 TI 设计。
TIDA-00771 是一种 适用于电动工具内的
[听不清] 或 BLDC 模型的 驱动器，这些电动工具
使用三节锂离子电池， 电池电压低至 12.6 伏，
适合防火墙。 此设计 使用基于精密紧凑型
MOSFET 的 [听不清] 逆变器，可连续
输送 20 安培的 RMS 绕组电流，并可输送持续
一秒钟的 70 安培峰值电流， 它不使用外部冷却或
散热器。
此设计是 45MM x 50MM 紧凑型驱动器，
实施基于传感器的 梯形控制。
栅极驱动器内部 架构提供的低速率控制
和 [听不清] 可确保 在整个工作电压
范围内具有 最高的
功率级 效率，
并且使用 [听不清] 性能。
功率级具有 高于 97% 的效率。
TIDA-00772 是一种 电压为 18 伏、功率为 400 瓦、
效率为 98% 的紧凑型 [听不清] 直流模型
驱动器，具有堵转 电流限制保护。
此设计的工作电压 范围为 5 伏至 21 伏。
[听不清] 锂离子电池。
支持在 1 秒钟内提供 18 [? 安培 ?] RMS 连续
绕组电流、60 RPM 峰值，
而无需散热器或气流。
[? 板 ?] 的 外形小巧，
可以灵活地安装在 所述的电动工具中，
高效率可带来 更长的电池持续时间，
并且 60 RPM 电流容量
可在电动工具中提供高的 瞬时峰值 [听不清]。
TIDA-00285 是一种 功率为 1 千瓦、电压为 36 伏的
功率级，适用于 电池供电型
园艺工具和电动 工具中的无刷模型。
此设计支持 36 伏直流输入， 适用于 10 节锂离子电池，
并可传输高达 13 安培的 RMS 连续
绕组电流。
此设计实施了 磁场定向控制。
TIDA-00436.
适用于 BLDC 模型的 36 伏，32 安培功率级，
具有逐周期 [? 启动 ?] 电流限制。
此设计对 [听不清] 较低驱动实施
梯形控制， 具备所有保护。
我们总结一下在 [听不清] 的最后一个系列中
讨论过的内容。
我们讨论了 电池供电型
电机驱动应用、 为电动工具中的
功率级设计确定了 高性能参数，
并讨论了如何选择 MOSFET 和栅极驱动器
以实现高性能。
我们仔细探讨了 功率级设计的各个方面，
并发现 MOSFET 和 栅极驱动器的选择
并非相互独立。
有关更多信息和 读物，请访问
www.ti.com/solutions/powertools ti.com/tidesigns，您可以在其中
找到多种 TI 设计，
并且您可以根据应用 或 [听不清] 进行选择。
访问 Ti.com/mosfets 可查看 德州仪器 (TI) 提供的所有
FET 产品。
访问 ti.com/motordrivers 或 gatedrivers 可查看德州仪器 (TI) 提供的所有
栅极驱动器。
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未学习 功率级保护，电流感应，效率分析和相关的TI设计
00:09:55
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视频简介
功率级保护，电流感应，效率分析和相关的TI设计
所属课程：功率级保护，电流感应，效率分析和相关的TI设计
发布时间：2019.03.11
视频集数：1
本节视频时长：00:09:55
了解功率级保护，电流检测，效率分析和参考设计
功率级系统设计方面
防止射击（DRV8305）
失速电流保护
梯形控制和磁场定向控制（FOC）中的电流检测
设计挑战：电流感应
功率级的效率
