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l298驱动器原理图详解,使用LX7720的电机驱动器:半桥驱动器简介

发布时间:2023-07-19 13:10:36编辑:温柔的背包来源:

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l298驱动器原理图详解,使用LX7720的电机驱动器:半桥驱动器简介

LX7720是一款具有辐射强化设计的航天器电机驱动器。是空间FPGA的配套IC,比如微芯片的RTG4 FPGA和RT PolarFire FPGA,或者是空间微控制器(MCU),比如微芯片的SAMRH71F20或SAMV71Q21RT。电流检测、旋转变压器、编码器和霍尔编码器的集成接口减少了电路板的空间和重量,并提高了使用线圈电流反馈和转子位置感测的闭环电机控制器的可靠性。

LX7720包括一个用于电机线圈驱动的带浮动电流检测的半桥驱动器,用于检测霍尔效应传感器和旋转编码器的7720双电平输入(比较器),以及一个完整的旋变器/LVDT接口,带有初级线圈驱动器和次级信号调理。该图显示了使用LX的典型电机驱动系统的顶层框图,并说明了在一个IC中集成闭环电机驱动的所有混合信号电子器件的优势。

这是LX7720电机驱动器和电流检测电路八部分系列的第一部分,从FET驱动器和电流检测阶段的模块理论开始,然后选择外部元件,最后实现无刷DC、双极和单极步进电机。该系列各部分的主题如下:第一篇文章介绍半桥电机驱动级和高端NFET电荷泵。半桥电机驱动级

LX7720包含四个半桥驱动器级。半桥级的基本原理如下图1所示,省略了电流检测电路。VGS电源轨是外部提供的10V至18V栅极驱动电源,直接用于驱动较低的NFET。下驱动(LD)门驱动输出在VGS和电机接地之间摆动。

下层和上层驱动器是独立的,尽管它们通常一起使用以形成半桥。如果LX7720用于驱动三相电机,只需要三个半桥。剩余的半桥可以用作独立的高端功率开关和独立的低端功率开关。

上部外部FET也是NFET,因此每个驱动器为上部NFET的栅极驱动器产生一个浮动高端电源VFLT。上驱动器(UD)栅极输出在VFLT和SW之间摆动,SW连接到上NFET的源极(也是功率级的输出)。VFLT需要跟随软件上的电压从地(当上部NFET关断时)摆动到VMPS电机电源之上(当上部NFET完全导通时)。

VFLT有两种方式。首先,只要SW接地,电容CVFLT就会向VGS充电。当上NFET关断时,如果上NFET单独用作高端开关,电流会流过负载。在半桥的情况下,电流流过负载或底部NFET(开路时)。如果上驱动器用作独立的高端电源开关,接地的外部负载为CVFLT提供充电路径。外部1W电阻将峰值充电电流限制在CVFLT,它通常是一个低ESR芯片陶瓷元件。

如图所示,外部二极管与内部二极管并联,峰值充电电流保持在片外。

当UD栅极驱动输出变为高电平时,CVFLT电容在上NFET导通转换期间保持VFLT。如图2所示,电荷泵产生高电压端VBOOST,其电压略低于高于电机电源VMPS的VGS伏特。VBOOST用于在上NFET导通期间恢复CVFLT上的电压。已经介绍了LX7720半桥电机驱动器级,现在您应该了解高端NFET驱动器的电荷泵方法。本系列的下一篇文章将讨论使用标准栅极电压和低栅极电压NFET的实用半桥驱动器级。

审计郭婷

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