電機mos管采樣電阻設(shè)計,mos管取樣電阻-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-01-23
在電機控制中，采樣電阻通常用于檢測電機相電流。采樣電阻的阻值一般在mΩ到Q之間，具體選擇取決于應(yīng)用場景和成本考慮。
常用的采樣電阻：高端采樣（Highside sensing）和低端采樣（Low side sensing）。
高端采樣中，采樣電阻位于負載高端，與母線電源連接；低端采樣中，采樣電阻位于負載低端，與地連接。
采樣電阻的位置和電路拓撲結(jié)構(gòu)
低端采樣：這是非常普遍的一種采樣方案，包括三電阻采樣、雙電阻采樣和單電阻采樣。三電阻和雙電阻方案最為常用，適用于成本敏感的應(yīng)用場景。單電阻采樣方案通過在一個PWM周期內(nèi)對采樣電阻進行兩次電流采樣來實現(xiàn)。
高端采樣：雖然不常見，但在某些特定應(yīng)用中也有使用。高端采樣的優(yōu)點是可以避免低邊MOS開關(guān)對采樣的影響，但其實現(xiàn)復雜度較高。
采樣電路的設(shè)計步驟和參數(shù)選擇
三電阻和雙電阻采樣：在三電阻和雙電阻采樣中，通常在SVPWM的零序矢量處進行采樣，以確保獲得準確的相電流數(shù)據(jù)。雙電阻方案可以提供更穩(wěn)定的電流測量，適用于對精度要求較高的場合。
單電阻采樣：通過在一個PWM周期內(nèi)對采樣電阻進行兩次采樣來實現(xiàn)。這種方法在成本和精度之間做了權(quán)衡，適用于成本敏感的應(yīng)用。
MOS管的選擇
1.場效應(yīng)管的耐壓：Vin-max+Vor+設(shè)定允許的尖峰電壓+留一定的裕量；
2.MOS管的電流，依據(jù)變壓器的計算可知其平均電流以及峰值電流；
注意：一般情況下，通過MOS管的電流越大，內(nèi)阻越小，但是當MOS管溫度升高時會導致內(nèi)阻增大。同時MOS管有他的一個結(jié)溫大小，不能超過，否則會燒壞MOS；
3.Rds-on越小越好，考慮能接受的一個導通損耗來進行選取。
先講述MOS的工作情況及機理，然后說明其周邊器件的作用及如何取值
上圖1為MOS管的驅(qū)動波形，注意看上升跟下降有抖動，原因是MOS管有寄生電容跟電感，之間發(fā)生LC諧振
圖2為MOS管VGS之間的電壓以及VDS/Rds的一個波形圖
基于此圖可知，當產(chǎn)生的PWM給MOS的寄生電容Cgs充電，導致VGS電位到該MOS的閾值電壓時（4-5V）此時MOS管開始導通，MOS可等效為一個電阻可調(diào)的。
由于一開始MOS的D極接整流后的電壓，電壓會給MOS的寄生電容Cgd充電，電容產(chǎn)生左負右正的電動勢，當MOS管達到閾值電壓，開始導通時，電容Cgd通過MOS管放電，因而會分流PWM給MOS的寄生電容Cgs充電，因而產(chǎn)生一個米勒平臺（圖2中水平線，圖1第一個上升的抖動時間，到第二個上升為止）又在米勒平臺剛形成的時候，Id就已經(jīng)達到最大值了，故而米勒平臺將會產(chǎn)生開關(guān)損耗，這個持續(xù)的時間由這個米勒電容Cgd的大小決定。當米勒電容Cgd放電完成且PWM給他反向充電，充滿以后，(米勒平臺消失)PWM接著給Cgs充電，使得Vgs的電位接著抬高，以及達到Rds的阻值很小的狀態(tài)。
圖3中紫色框的區(qū)域，與MOS并聯(lián)的電阻R22為下拉電阻，作用，若無這個下拉電阻由于MOS的寄生電容Cgs的存在，擾動或是些干擾，可能導致MOS管誤導通。因而此下拉電阻的作用是給寄生電容Cgs提供一個放電回路，保證MOS的低電平可靠；
圖中黃色框的區(qū)域，R19是阻尼電阻，若取大，可能會導致給到MOS，G極的電壓不夠，驅(qū)動不了MOS管開通，若取小了，會導致給到寄生電容Cgs過多能量，等MOS關(guān)斷時，將通過走D5放掉這部分能量，造成不必要的功耗。
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