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a.驱动电流前后沿的改善 从步进电机的运行特性分析中知道，性能较高的驱动器都要求提供的电流前后沿要陡，以便改善电机的高频响应。本驱动器中由于功率MOSFET管栅极电容的存在，对该管的驱动电流实际表现为对栅极电容的充、放电。极间电容越大，在开关驱动中所需的驱动电流也越大，为使开关波形具有足够的上升和下降陡度，驱动电流要具有较大的数值。如果直接用集电极开路的器件如SN7407驱动功率MOSFET管，则电路在MOSFET管带感性负载时，上升时间过长，会造成动态损耗增大。为改进功率MOSFET管的快速开通时间，同时也减少在前级门电路上的功耗，采用图2虚线框内的左下臂驱动电路。 集电极开路器件U14是将TTL电平转换成CMOS电平的缓冲/驱动器，当U14输出低电平时，功率MOSFET管VT2的栅极电容通过1N4148被短路至地，这时U14吸收电流的能力受U14内部导通管所允许通过的电流限制。而当U14输出为高电平时，VT2管的栅极通过晶体管V3获得电压和电流，充电能力提高，因而开通速度加快。 b.保护功能 图2虚线框中，1N4744是栅源间的过压保护齐纳二极管，其稳压值为15 V。由于，功率MOSFET管栅源间的阻抗很高，故工作于开关状态下的漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当幅度的VCS脉冲电压。这一电压会引起栅源击穿造成管子的永久损坏，如果是正方向的VCS脉冲电压，虽然达不到损坏器件的程度，但会导致器件的误导通。为此，要适当降低栅极驱动电路的阻抗，在栅源之间并接阻尼电阻或接一个稳压值小于20 V而又接近20V的齐纳二极管1N4744，防止栅源开路工作。 功率MOSFET管有内接的快恢复二极管。当不接VD11，VD12，VD13，VD14时，假定此时电机AB相绕组由VT1管(和VT4管)驱动，即VT2管(和VB)截止，VT1管(和VT4管)导通，电流经VT1管流过绕组。当下一个控制信号使VT1管关断时，负载绕组的续流电流经VT2的内接快恢复二极管从地获取。此时，VT2管的漏源电压即是该快恢复二极管的通态压降，为一很小的负值。当VT1再次导通时，该快恢复二极管关断，VT2的漏源电压迅速上升，直至接近于正电源的电压+VS，这意味着VT2漏源间要承受很高且边沿很陡的上升电压，该上升电压反向加在VT2管内的快恢复二极管两端，会使快恢复二极管出现恢复效应，即有一个很大的电流流过加有反向电压的快恢复二极管。为了抑制VT2管内的快恢复二极管出现这种反向恢复效应，在图2电路中接人了VD11，VD12，VD13，VD14。其中，反并联快恢复二极管VD11，VD14的作用是为电机AB相绕组提供续流通路，VD12，VD13是为了使功率MOSFET管VT1，VT2内部的快恢复二极管不流过反向电流，以保证VT1，VT2在动态工作时能起正常的开关作用。VD19，VD20，VD21，VD22的作用亦是同样的道理。 (责任编辑：admin) |