水泵mos管應(yīng)用,無刷水泵控制器-KIA MOS管

水泵mos管的應(yīng)用

在水泵系統(tǒng)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器通常采用MCU+預(yù)驅(qū)+NMOS的組合。這種配置能夠有效地控制電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停止，確保水泵的正常工作。

電機(jī)控制：mos管在水泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中起到關(guān)鍵作用，通過控制MOSFET的開關(guān)狀態(tài)來調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行。

電源管理：mos管還參與電源管理，確保電機(jī)在不同檔位和負(fù)載條件下的穩(wěn)定工作。

不同類型mos管的應(yīng)用差異

N溝道MOSFET：由于其導(dǎo)通電阻較小，適合用于大功率應(yīng)用，常用于水泵的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中。

P溝道MOSFET：雖然P溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻較大，但在某些特定應(yīng)用中仍有其優(yōu)勢，例如在高端驅(qū)動(dòng)中，P溝道MOSFET可以更方便地實(shí)現(xiàn)高電壓控制。然而，由于其導(dǎo)通電阻大、價(jià)格高和替換種類少等缺點(diǎn)，P溝道MOSFET在水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用相對較少。

無刷水泵控制器電路原理

在設(shè)計(jì)電機(jī)控制器時(shí)，不能直接使用通用MCU的IO引腳驅(qū)動(dòng)功率MOS，此時(shí)預(yù)驅(qū)芯片是最優(yōu)選擇。

通用MCU或DSP的IO電壓通常是5V或者3.3V，IO的電流輸出能力在20MA以下，不足以直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP來設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，通常需要搭配外部的MOSFET驅(qū)動(dòng)器，我們稱之為“預(yù)驅(qū)”。在設(shè)計(jì)汽車風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器時(shí)，使用MCU+預(yù)驅(qū)+N溝道功率MOSFET，可以適配不同功率、各種通信方式和各種驅(qū)動(dòng)方式。

如圖，三相直流無刷電機(jī)（包括BLDC和PMSM）功率級驅(qū)動(dòng)電路使用6個(gè)N溝道功率MOS構(gòu)成三相全橋，分為三個(gè)連接到電源正極（VBus）的高邊MOS和三個(gè)連接到電源負(fù)極的低邊MOS。控制器通過控制六個(gè)MOS的通斷，完成換相，使電機(jī)按照預(yù)期轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能會遇到堵轉(zhuǎn)而導(dǎo)致過流，因此MOS驅(qū)動(dòng)電路需要具有保護(hù)功能，以防止燒壞控制器或電機(jī)。

對于單個(gè)NMOS來說，在開通時(shí)，需要提供瞬間大電流向MOS內(nèi)的寄生電容充電，柵源電壓（VGS）達(dá)到一定閾值后，MOS才能完全開通。在MOS開通后，還需要維持合適的柵源電壓（VGS），才可以保持開通狀態(tài)。

對于低邊MOS，其源極（S）接到電源負(fù)極，柵源電壓容易滿足，驅(qū)動(dòng)較簡單。

對于高邊MOS，其源極（S）接到電機(jī)相線，其電壓是不確定的，如果需要開通，需要通過自舉電路提供柵極電壓，驅(qū)動(dòng)較復(fù)雜。

一般情況下，MOS的導(dǎo)通內(nèi)阻都如圖所示，隨著VGS的增大而降低，但VGS大于10V之后，下降曲線變得平緩。為了達(dá)到最小的導(dǎo)通電阻(RDSON)，VGS的取值通常為10~15V。

直流無刷水泵控制器方案

該控制器的工作電壓范圍為DC 30V-85V，最大功率選擇為750W或1000W。工作電壓為DC 30V-85V，最大功率750W或1000W，工作溫度范圍為-20℃-120℃。控制器具備全面的保護(hù)機(jī)制，包括過欠壓、過溫、過流、短路、電機(jī)缺相及堵轉(zhuǎn)保護(hù)。其他特色功能包括缺水檢測和電源防反接保護(hù)。

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