1.前言
最近做了一个电机控制项目 我发现通过外部功率 MOSFET 切换高电流 以对 BLDC 当电机转向时,振铃可能会发生
导致电磁干扰 (EMI)、电路抖动、 过度功耗和组件过载的问题。
2.原因分析
这通常是因为印刷电路板 (PCB) 由寄生电感和电容引起的 特别是在高侧和低侧 MOSFET 高载流相位网络之间。
电感器和电容器形成电感器-电容器 (LC) 谐振电路, 因此,开关事件发生时产生谐振。
图 1 – 由于 LC 电机相位输出处振铃谐振腔谐振
3.RC滤波电路设计
为了减少相位输出端的振铃 可使用简单的电阻电容 (RC) 缓冲电路可以缓冲或抑制振荡。
通过消除振荡, 这将降低潜力 EMI 通过过减少电压过应力来减少 延长 MOSFET 使用寿命。
RC 并联放置缓冲器, 尽可能靠近每一个 MOSFET 的漏极和源极连接。
图 2 – RC 缓冲器
为了计算RC 缓冲电路的电阻器 (Rsnub) 和电容器 (Csnub) 值,
我们将使用7 移动步骤 MOSFET 计算电路寄生电容器的谐振频率 (C0) 和电感(L)。
一旦知道了, 它们将用于推导 RC 缓冲值。
使用所示例 DRV8343-Q1 EVM 的 CSD18540Q5B MOSFET (Qgd = 6.8nC) 旁边的 RC 缓冲器。
图 3 –不使用 RC 缓冲器的 VDS振铃的测量 fo
图 4 –在 C0= 100pF 时测量VDS振铃的f1
图 5 – 使用计算的 RC 抑制缓冲器值 MOSFET 振铃
图 5 计算显示 RC 减少缓冲器值的尖峰和阻尼效果。 我们可以通过改变 C提高或降低振铃的缓冲值。 Csnub 较大值将进一步降低电压尖峰幅度, 但会增加 Rsnub 功率损失。
或者,也可以通过减少 Csnub来降低Rsnub 中的功耗, 但是铃声会增加。 因此,必须权衡可接受电压环的范围和范围 R平衡缓冲损失。
消除振铃效应后 VDS正负电压瞬变发生在开关事件中,
还可以减少进入 MOSFET 格栅极的源电流 或来自 MOSFET 网极灌电流。
这将增加 MOSFET 开关的上下时间和最大瞬态峰值减少。 当关闭 MOSFET 当不超过任何最大负瞬态规范时, 负电压瞬态的监测非常重要。