使用新型160V MOTIX?三相柵極驅(qū)動(dòng)器IC實(shí)現(xiàn)更好的電池供電設(shè)計(jì)（第二部分）

作者簡(jiǎn)介

作者: Srivatsa Raghunath

翻譯：趙佳

6ED2742S01Q是一款用于電池供電應(yīng)用的高性?xún)r(jià)比、易于使用的柵極驅(qū)動(dòng)器IC。6ED2742S01Q具有10V至120V的寬工作電壓范圍，是12V、24V、48V、72V和96V等多種電池類(lèi)型的理想"一站式"柵極驅(qū)動(dòng)器解決方案。這兩種強(qiáng)大的保護(hù)和電流檢測(cè)方案使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/mosfet/" target="_blank">MOSFET逆變級(jí)和電流環(huán)控制實(shí)施可靠的保護(hù)。本文將展示如何實(shí)現(xiàn)這種功能。

6ED2742S01Q中的過(guò)流保護(hù)功能

過(guò)流保護(hù)功能可感知直流母線(xiàn)中的過(guò)流事件。一旦IC檢測(cè)到過(guò)流事件，輸出關(guān)閉，RFE被拉到VSS。

如圖1所示，啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)（OCP）的電流水平由連接在COM引腳和VSS引腳之間的分流電阻以及ITRIP CONF引腳（VITRIP+）配置的閾值決定。電路設(shè)計(jì)人員需要確定直流總線(xiàn)中允許的最大電流水平，并選擇R0和VITRIP+VITRIP+=R0xIDC-

圖1.可編程的過(guò)流保護(hù)

例如，電阻R0的典型值為10mΩ，在最低閾值設(shè)置為130mV時(shí)，過(guò)電流跳閘點(diǎn)為13A。

6ED2742S01Q中的電流檢測(cè)運(yùn)算放大器

柵極驅(qū)動(dòng)器中集成了一個(gè)具有可配置增益的電流檢測(cè)運(yùn)算放大器（CSA），用于檢測(cè)VSS和COM引腳之間的電壓。放大器具有選通輸入信號(hào)。當(dāng)該觸發(fā)信號(hào)為"低"時(shí)，運(yùn)算放大器輸出信號(hào)CSO跟隨VSS-COM電壓乘以一定的增益。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)為 "高"時(shí)，CSO信號(hào)報(bào)告運(yùn)算放大器的偏移。CSO 輸出在VSS上增加了150mV的偏移。該偏移確保測(cè)量電流保持正值，在任何常規(guī)工作條件下都不會(huì)變?yōu)樨?fù)值。這使得微控制器ADC能夠有效工作。

圖2.電流感應(yīng)運(yùn)放及其工作時(shí)序

過(guò)電流保護(hù)(ITRIP_Conf)和電流檢測(cè)運(yùn)算放大器(CSO)的增益設(shè)置

如下圖3所示，通過(guò)ITRIP和電流檢測(cè)運(yùn)算放大器輸出的過(guò)流保護(hù)增益可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置。

圖3.通過(guò)電阻分壓器設(shè)置過(guò)流保護(hù)(ITRIP)增益

和電流檢測(cè)運(yùn)算放大器增益

需要注意的是，當(dāng)從外部3.3V供電時(shí)，電源順序應(yīng)該是6ED2742首先通過(guò)VIN供電，然后才將3.3V 電壓加到增益/配置引腳。

圖5顯示了兩種使用情況。"圖a"顯示了3.3V輸入在VIN/VCC之后或與VIN/VCC一起升壓的情況。在VCC的UVLO和VRFE+閾值被跨越后，RFE被觸發(fā)（IC被啟用）。"圖b "顯示了在VIN/VCC到達(dá)之前3.3V輸入已經(jīng)可用的情況。在這種情況下，當(dāng)越過(guò)VCC的UVLO時(shí)，RFE被觸發(fā)。值得注意的是，RFE引腳在兩種情況下保持低電平：

a.VCC/VRFE的欠壓鎖定（UVLO）

b.超過(guò)ITRIP配置所設(shè)置的ITRIP閾值。

如果3.3V電壓在VCC切換（下拉和上拉）之前到達(dá)，RFE將重新讀取ITRIP配置和CSO增益的值。

圖4.用于設(shè)置不同增益和ITRIP配置的

輸入電壓順序

不同增益的電壓限值如下表1和表2所示。

表1.不同過(guò)流閾值電壓下的

ITRIP配置引腳電壓設(shè)置

表2.CSO輸出不同增益時(shí)的

CSO增益引腳電壓設(shè)置

有了上述設(shè)置過(guò)流保護(hù)和電流檢測(cè)放大器的基本模擬（基于電阻）配置，設(shè)計(jì)人員還可以使用微控制器內(nèi)的DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）動(dòng)態(tài)設(shè)置閾值和增益，并切換RFE以設(shè)置后續(xù)周期的配置。

6ED2742S01Q的這些電流檢測(cè)放大和過(guò)電流保護(hù)（Itrip）功能為電動(dòng)工具和真空吸塵器等典型應(yīng)用提供了理想的解決方案。