【技术大神】智能电机控制系统应用之MOSFET的设计经验分享
在《智能电机控制系统应用之MOSFET的选型经验分享》一文中，笔者提到了采用MOSFET的选型经验，以及笔者自己的选型习惯。本文笔者将分享一些笔者关于三相全桥的分立器件的设计经验。
芯片的Datasheet中指出的开通关断时间是指带电阻性负载时开通关断的时间，而电机的等效模型是一个阻感负载。所以在选型结束后，首先要做的便是测试MOS管在实际负载下的开通和关断时间。CWDM3011P可以采用高边测试的方式去检测开通关断时间，CWDM3011N可以采用低边测试的方式去检测开通关断时间。
图1：高低边测试电路
笔者在测试导通时间的时候，用了上面两个简单的测试电路图来检测开通关断时间。其中（A）图是PMOS的高边驱动电路，（B）图是NMOS的低边驱动电路。这两个电路可以在洞洞板上简单地搭建出来，简单地评估下高低边在带电感负载下的开通和关断时间。
图2：CWDM3011P导通关断波形
图3：CWDM3011N导通关断波形
可以从图中可以看出CWDM3011P的导通关断时间在500ns左右，CWDM3011N的导通关断时间在300ns左右。为了防止上下桥臂在关断导通的过程中发生同时导通的情况，笔者习惯把PWM输出的互补死区设置为2us左右，因为Central的MOSFET开通关断时间性能比较突出，所以笔者在本项目中将死区时间的设定调整到1us。测试完电流输出波形，便可以着手原理图的设计了。
在小功率的应用场合下，一般采用6个分立的MOSFET器件作为驱动桥的桥臂，或者3片双MOSFET芯片。在这些芯片搭出来的电路中，三相全桥的桥臂一般有两种结构：
1）上桥臂采用P型MOSFET，下桥臂采用N型MOSFET；
2）上下桥臂均采用N型MOSFET。
下图是笔者设计的云台三相全桥原理图的其中一相电路，采用的是CWDM3011N与CWDM3011P。这样的好处在于可以省去预驱动电路，通过电阻和三极管，可以对MOSFET进行IO的直驱。
图4：三相全桥逆变的U相桥臂
图中，上桥臂用了CWDM3011P，下桥臂用了CWDM3011N。因为MOS管自带了续流二极管，所以电路设计的时候要注意不能将源极和漏极反过来。在前级驱动上，每个管子加入了一组互补三极管作为推挽输出，增强MOSFET门极电压的变化速度，提高门极驱动能力。
电流测量电路也是闭环控制的重中之重。精确的电流测量对产品的性能影响十分重大。在本例应用中，笔者采用下桥臂串联毫欧电阻的方式测量电流。在CWDM3011N的源极，笔者串联一个约为50mΩ的电阻（R10），电阻两端接入运放两端，加入直流电压偏置，输出的电压可以直接给到单片机用来测量电流。
笔者在考虑控制芯片的时候，选用了一块自带互补死区设置的MCU。在初始化的时候，直接可以将它初始化为控制三路CWDM3011P关断，三路CWDM3011N导通，在不工作的状态下也同样设置。这样的好处在于在带电插拔云台电机的接线时，除了流过很小的漏电流之外，不会在任意两相直接流入尖峰电流，能够支持热插拔。
最后总结一下MOSFET逆变电路的设计经验：
1）在选型结束后，一定要先测特定负载下MOSFET的导通/关断时间，以及导通/关断的电流波形。
2）设计合理的驱动MOSFET方式（电阻直驱/预驱动芯片）是第二步需考虑的问题。
3）第三步要考虑的便是流过MOSFET的电流测量方式（电阻测量/霍尔元件测量）。
做完了这三步，MOSFET的原理图设计才是一个合理设计方案。
以上就是笔者关于MOSFET的应用分享，欢迎各路大神一起讨论交流，不足之处还望指正。
作者：坚栋
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型号- BD7673AG,RGS30TSX2DHR,KTR,RPL-441C1,R6009JND3,BM1P105FJ,R6507KNJ,R60XXJN,RGS60TS65DHR,R8019KNZ4,PDZV,R6025JNX,BD7682FJ-LB EVK-402,SIR-568ST3F,R6507KNX,BM6243FS,BM2P131E,BM2P134HF,R6509KND3,GMR,BSM180D12P3C007,RFS20TJ6S,BSM400D12P2G003,BM61M41RFV-C,RJ1G12BGN,R8006KND3,HP8MXX系列,RGT50NS65D,RBLQ10RSM10,BSM600C12P3G201,BM61S40RFV-EVK001,BM2P131H,RD3L08BGN,RSJ301N10,RGT40TM65D,RGS00TS65DHR,RD3G600GN,BM2SCQ121T-LBZ,R6547KNZ4,BM2P133HK,BSM400C12P3G202,SCT2750NY,R6070JNZ4,BM2P0362,PSL系列,BM2P0361,RQ3G100GN,BM2P134H,BM2P134E,SMFXX系列,R8052KNZ4,R6511KND3,BM2P134EF,BM2P101HK,BM1P107FJ,BM1P062FJ,RFL,RFN,BD1020HFV,BM6241FS,RFS,R6004JNJ,R6030JNZ4,RFV,BD7672BG,R6524ENX,RS1P600BE,R8002KNX,R6524ENJ,BD63001AMUV,BSM180D12P2C002,BM2P104EKF,RBLQ20NL10C,RGT,RGS,RGT20NL65,R8003KNX,BM2P133EK,BM1P061FJ,RGT00TS65D,BM6242FS,BM2P101H,R6576KNZ4,RS1L120GN,BM2P101E,ESR系列,BM1Q002FJ,RFS30TZ6S,BD9A101MUV,BD9DXXX SERIES,BD7682FJ-LB,RD3P08BBD,RGT16BM65D,BM2P0161,RFL60TZ6S,R6500ENX,R60XXJNX系列,RBLQ10BM10,BM2SCQ12XT-LBZ系列,R8009KNX,BM60052AFV-C,BSM600D12P3G001,R6504KNJ,RGS系列,BM2SCQ122T-LBZ,R6504KND3,BD9BXXX SERIES,BD768XFJ-LB系列,RGT8NS65D,R6515KNX,KX132-1211,RGT40NL65D,BM2P061H,R6004JND3,BM2P061E,R6504KNX,R6507KND3,BD9A201FP4,R6511ENX,R6511ENJ,BM2P064EF,R6515KNJ,BM2SCQ124T-LBZ,ESR,R6530ENX,BM2P064HKF,RSDTXXNS系列,KX-134-1211,BM2P104HKF,BD7682FJ,RFUH系列,BSM300D12P3E005,RGT80TS65D,R8011KNX,BS2103F,KX132,KX134,R6530KNZ4,R60XXENX,RGT50TS65D,R6535ENZ4,RGT30NL65D,BM2P0161K,BM6109FV-C,RPL-121,SMFXX,RPL-122,RPL-243,BM1P066FJ,RPL-125,RPL-246,BM2P064E,BM2P064H,RGS00TS65EHR,LTR系列,R6012JNX,ML62Q1000,PMR系列,RGT8TM65D,BM2P131FK,HP8MA2,GMR系列,BM2P064EKF,R6524KNZ4,RGT8BM65D,R6520ENZ4,BS2101F,R6509ENJ,RS1G120MN,R6050JNZ4,RGT60TS65D,RGT系列,RGT16NS65D,R6509ENX,BM2P0163T,BM1P065FJ,R6012JNJ,RPL-222,RJ1L12BGN,RPL-221,BD9G102G,BD7679G,BS2114F,RFS60TZ6S,RGT50NL65D,SIM-20ST,R8000KNX,R8011KNZ4,BM2P131HK,RFS系列,RFL30TZ6S,ML62Q1000系列,PMR,RPL-352,BD9AXXX SERIES,BM1Q104FJ,VSXXUA1LAM,RQ3L090GN,BM2P134EKF,BSM300C12P3E201,R65XXENX,R6020JNJ,BM2SCQ123T-LBZ,KTR系列,R6524KNX,RPMD-0100,BM6101FV-C,BM1P068FJ,BM2PXX4EF,R8006KNX,BD7684FJ-LB,BSM180C12P2E202,HP8M51,R6520ENJ,R6524KNJ,BM61S41RFV-C,RGT40TS65D,BM2P061FK,RGTV系列,BSM300C12P3E301,RGT50TM65D,RD3P200SN,R6007JNJ,RJ1P12BBD,BS2114FS,BD9E304FP4,BSM120C12P2C201,BM1P067FJ,R6042JNZ4,HP8M31,ML62Q1300,R6018JNX,SIM-22ST,BD9VXXX SERIES,RGS80TSX2DHR,SMF系列,BM2PEKF,R6509END3,R6030JNX,R6502END3,BDJXXX0AHFV,KDZV,RGT20NL65D,R6007JNX,R8002KND3,BD9G341AEFJ,BM2PXX3EK,BM64378S-VA,BM2P061HK,R6009JNX,R6020JNZ4,BD9EXXX SERIES,R6009JNJ,R6507ENJ,RGS80TS65DHR,R8019KNX,BM6102FV-C,BM2P063EK,BSM120D12P2C005,R6507ENX,RQ3G150GN,RGT30TM65D,BS2132F,PSL,BM65364S-VA,BDJXXX0AHFV系列,PSR,BM65364S-VC,RS1L180GN,R6547ENZ4,R6511KNX,VSXXVUA1LAM,RGS50TSX2DHR,R6500KNX,R6576ENZ4,BM2P064HF,BM2PEK,R60XXJNX,RSJ650N10,R8001KND3,BSM300D12P2E001,BM2P134HKF,BM64377S-VA,RFNL,PTZ,R6511KNJ,BSM250D17P2E004,R6006JND3,BD9G500EFJ,ML62Q1500,BM61M41RFV-EVK002,R80XXKNX,RB218NS200,RGT16TM65D,R6020JNX,BM2P063HK,RD3G400GN,VSXXVUA1LAM系列,SCT2H12NY,RB088NS200,SCT2H12NZ,BM2P103HK,BM1P101FJ,R6507END3,BM60054AFV-C,RD3L220SN,LTR18,RGT20TM65D,KDZLV,RB218T150,BM60055FV-C,BSM080D12P2C008,SIM-030ST,RPL-441C1E,RPL-0352E,BS2130系列,RGT30NS65D,LTR10,BM60060FV-C,BM2P104H,BM6105AFW-LBZ,BD7682F-LB-EVK-401,BD7682F-LB-EVK-402,KX134-1211,BM2P104E,RFN20T2D,RGT16NL65D,BM60213FV-C,RJ1L08CGN,R6511END3,R6509KNJ,BM2P101FK,BM1Q011FJ,RJ1G08CGN,BD7683FJ-LB,RGTV,SIR-34ST3F,R6004JNX,RPI-0451E,R6504END3,R6509KNX,R6025JNZ4,SIM-040ST,R60XXJN系列,RGT40NS65D,SIR-563ST3F,R6007JND3,R65XXKNX,RSDTXXNS,SIR-341ST3F,RS1G180MN,BM1P10CFJ,R6504ENX,UCR,GMR320,LTR100,RB088BM200,R6504ENJ,BS2130F-G,R6006JNX,R6018JNJ,SIR-56ST3F,R6520KNX,BD9D300MUV,R6520KNJ,BM2PXX1E,RFL系列,BSM400D12P3G002,BM2P104EF,BSM180D12P3C202,LTR50,BD9G500EFJ-LA,BM64374S-VA,RPI-0226,BM2SCQ123T-EVK-001,BM2PXX1FK,R6515ENJ,BD9GXXX SERIES,RMS332SD-012,RMS332SD-011,BM2PXX4E,RGT8NL65D,RMS332SD-010,RS1G300GN,BM2P104HF,GMR50,LTR,BM64375S-VA,GMR100,BM1P102FJ,R6530ENZ4,BD9E304FP4-LBZ,RGT20NS65D,BM6108FV-LB,R6515ENX,R6535KNZ4,UCR系列,BD2320EFJ-LA,BM60212FV-C,R6530KNX,RFUH,R6006JNJ,R6520KNZ4,BM1Q021FJ,R8003KND3,BM61S40RFV-C,BM2P103EK,R6524ENZ4,RB218BM200,RPI-0125,PSR系列,BD7685FJ-LB
【应用】ROHM MOSFET RQ1C075UN用于环境大气采样器驱动微型隔膜真空泵
ROHM公司的MOSFET RQ1C075UN，漏源极耐压20V，导通电阻低于16mΩ，漏极电流最大到7.5A，完全能够满足真空泵0.3A额定电流；栅源导通阈值电压低只需1V，能够采用3.3V电压系统的单片引脚直接驱动，无需驱动芯片，简化了电路，降低了成本。
瑶芯AK2G4N008GAM-A MOSFET：典型导通电阻仅0.64mΩ，高效FOM值，EPS电机驱动的理想选择
传统EPS系统在使用MOS桥驱动电路时面临诸多挑战，如依赖进口产品导致成本高昂和供应链不稳定，或使用传统MOSFET在高功率、高效率应用中无法提供足够的电压和电流安全边际等。瑶芯N-channel SGT MOSFET AK2G4N008GAM-A低阻值，高效FOM值，是更理想的选择。
AKS MOSFET推荐用于汽车电机
描述- 本资料主要介绍了AKS MOSFET在汽车电机领域的推荐应用。内容包括汽车小型电机应用场景，如天窗、车门、座椅调节等，以及EPS、EPS控制单元、EPS电控系统方案等。资料还详细介绍了不同功率等级和拓扑结构的MOSFET规格，以及与同类产品的比较。此外，还提供了AKS MOSFET的可靠性测试结果和与AEC-Q101标准的比较。
型号- AKG4N013GM-A,AKG4N007GM-A,AKG4N009DAM-A,SXX76DN4LF7AG,IXX240N04S4,IXXC60N04S6N050H,IXX50N04S5-5R8,AKBK2A040WHH,AKCK2M080WAMH,SXX410N4F7,SXX70N4LLF5,AKG4N025GM-A,BXX7M6R0-40H,AKG4N068GM-A,IXXC120N04S6N013,AKG4N058GM-A,NXXFS5C426N,AKG4A058GM-A,AKG4N008GM-A,AKG4N058QM-A
能否推荐一款直流电机驱动器，能够外部接MOSFET，驱动20A电流的直流电机？
推荐直流电机驱动器MLX80153。集成MLX16 MC，MOSFET预驱动器。可根据电机电流大小(20A)来选择合适的MOSFET，可以满足要求。
瑶芯AK2G4N010TAM-A系列：超低1.05mΩ导通电阻SGT MOSFET，助力中大功率电机应用节能提效
用于电机控制系统的SGT MOSFET不仅要电气特性稳定，还要能够优化电池管理，延长电机使用寿命，同时也要具有节能、高效的特性。瑶芯AK2G4N010TAM-A系列既能满足功率控制的要求，同时提高系统整体性能和可靠性。
电子商城
品牌：Central Semiconductor
品类：Surface mount-MOSFET
价格：￥0.8136
现货： 16,000
品牌：Central Semiconductor
品类：Surface mount MOSFET
价格：￥2.1357
现货： 283
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品类：Surface mount MOSFET
价格：￥1.7798
现货： 200
品牌：Central Semiconductor
品类：Surface mount-MOSFET
价格：￥2.0340
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服务
可定制UV胶的粘度范围：150~25000cps，粘接材料：金属，塑料PCB，玻璃，陶瓷等；固化方式：UV固化；双固化，产品通过ISO9001:2008及ISO14000等认证。
最小起订量： 1支 提交需求>
可定制高压电源模块的输入电压100VDC-2000VDC、功率范围5W-500W/4W-60W； 高压输出电源模块的输出电压100VDC-2000VDC。功率范围：4W-60W。
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授权代理品牌：集成电路
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