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可快速关断电感负载的低侧开关

来源:新能源汽车网
时间:2023-03-24 16:04:08
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可快速关断电感负载的低侧开关该设计理念能够以非常快的速度关闭感性负载。当连接到负载(此处为 15mH + 10?)时,修改后的 基于 M2 的钳位电路中的续流路径将关断时间缩短至

该设计理念能够以非常快的速度关闭感性负载。当连接到负载(此处为 15mH + 10?)时,修改后的 基于 M2 的钳位电路中的续流路径将关断时间缩短至 450μs。用一个简单的续流二极管代替钳位电路需要大约 4ms 来关闭负载。

在二极管续流电路中,负载两端的电压仅增加二极管正向传导电压,因此电流衰减为e -t 的函数。如果关断 电流定义为饱和电流的 1%,典型续流二极管的关断时间可由下式计算:

使用修改后的电路,通过增加钳位电压来缩短关断时间。该电路为低侧传导和钳位使用相同的 N 沟道功率 MOSFET 配置。

电阻器 R2 和 R3 用于为晶体管的栅极放电,以在电源出现故障时将其关闭。齐纳二极管 D2 限制 M1 的栅极电压。C2 和 C3 用于降低dV DS /dt,以避免闩锁。M1 的栅极连接到控制信号以关闭或打开负载。只要负载电压约为 50V,钳位晶体管 M2 就会导通。二极管 D1 用于阻止 M2 的体二极管导通。二极管 D3 增加钳位电压,从而实现快速关断。关闭时间由以下等式给出:

请注意,关断时间随V D3 (二极管 D3 的齐纳钳位电压)线性下降。选择 D3 的电压,以便在 M1 或 M2 上不会发生雪崩事件。晶体管 M1 和 M2 的 V DS(max) 为 60V。R4 和 C4 构成一个缓冲电路,用于抑制电感负载以及 M1 和 D1 的寄生电容引起的谐振引起的振荡。