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选型支持+v→zywbic
CSD88584Q5DC 功率模块具备超过 1 kV/μs 的电压变化率(dV/dt)开关能力。因此,在 PCB 布局设计和输入电容、高电流高 di/dt 开关路径、电流检测电阻以及 GND 回地平面的布置上必须特别小心。与所有硬开关模式下的高功率逆变器一样,开关节点 U、V、W 上会出现电压振铃(ringing)。开关节点振铃主要出现在高边 FET(HS FET)开通换流期间,且绕组电流方向为正时。
U、V、W 三相连接到 BLDC 电机的部分通常可以排除在振铃行为之外,因为它们承受的是高峰值电流,但 di/dt 变化率较低。然而,紧凑的 PCB 设计、短且低寄生电感的回路对于降低振铃并满足 EMI 规范至关重要。
为了三相逆变器的安全可靠运行,必须准确监测电机相电流并将其报告给系统微控制器。每个电机相绕组 U、V、W 都需要连接一个电流传感器。这种电流检测方法最佳,因为它在宽占空比、电机转矩和绕组电流范围内都能提供良好的精度。推荐使用电流传感器,因为它对 Vin 和 GND 连接的干扰较小。
在成本敏感的应用中,电流传感器通常被电流检测电阻所替代。对于使用 60 V 三相智能栅极驱动器 DRV8320SRHBR 的设计,电流检测电阻 Rcs 可放置在所有三个 CSD88584Q5DC 功率模块的公共源极与 PGND 之间,并通过外部电流检测放大器进行测量,如图所示。
Rcs2 和 Rcs3 可分别放置在每个 CSD88584Q5DC 的源极与 GND 之间,并通过 DRV8323 内部的电流检测放大器进行测量。三相驱动器 IC 应尽可能靠近功率模块的栅极引脚 GL 和 GH 放置。

在功率模块源极与 GND 之间引入 Rcs 电流检测电阻会打断高电流路径,从而引入 PCB 寄生电感。如果开关节点波形出现达到不良水平的峰值振铃,可通过以下振铃抑制元件来降低振铃:
使用高边栅极电阻:与 GH 引脚串联一个高边栅极电阻是降低峰值振铃的有效方法。推荐的高边 FET 栅极电阻值在 4.7 Ω 至 10 Ω 之间,具体取决于所使用的驱动器 IC 输出特性与功率模块的配合。
低边 FET 栅极引脚 GL 应直接连接至驱动器 IC 输出,以避免寄生 cdV/dt 导通效应。
使用低电感 MLCC 电容:可在每个功率模块的 VIN 与源极 PGND 之间放置低电感 MLCC 电容 C4、C5、C6。推荐使用以下型号:
10 nF,100 V,±10%,X7S,0402 封装,料号:C1005X7S2A103K050BB
RC 吸收电路(Snubber):可在每个开关节点 U、V、W 与 GND 之间加入 RC 吸收电路以抑制振铃。推荐元件参数如下:
吸收电阻 Rs1、Rs2、Rs3:2.21 Ω,1%,0.125 W,0805 封装,料号:CRCW08052R21FKEA
吸收电容 Cs1、Cs2、Cs3:MLCC 4.7 nF,100 V,X7S,0402 封装,料号:C1005X7S2A472M050BB
在三相逆变器开关频率为 20 kHz 时,每个通道的 RC 吸收电阻功耗为 80 mW,因此采用 0805 封装的电阻 Rs1、Rs2、Rs3 是足够的。
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