A. 這是L298N驅動直流電機的保護電路,誰能告訴我是什麼原理,如何保護
大多人問這樣的問題了!以下是本人之前回答另一個人的,只要你把圖中的J4看成下面的A繞組,圖中的J4的1腳看作A1、2腳看作A2、D9看作D1、D12看作D6就行。
為把事說清楚,這里就拿A繞組為例:接在A1的D1和接在A2的D6為一組,A2的D2和A1的D5為另一組,共同組成兩個泄放保護通道。
我們知道,當電感線圈通電後再斷電時,繞組兩端會產生一個比電源電壓高N倍,極性與電源電壓相反的反向電壓,這就是自感電動勢。這個反向電壓就會加在L298的功率開關器件上,將L298的功率開關器件擊穿燒壞,所以要建立一個泄放通道,將繞組自感電動勢所產生的高壓和電流釋放,以保護功率開關器件。
D1、D6,D2、D5兩組的作用分別為:電機正轉時,A1為正,A2為地,電流從A1流向A2。當切斷電流,電機停轉時A繞組的感生電壓A2為正A1為負(就象一組電池),這時接在正端(A2)的D2會正向導通;而接在負端(A1)的D5反向導通將負端接地。為感生電流提供泄放通道向C3、C2充電。這時,C3、C2作為儲能器件將自感電流吸收儲存。
反轉時與正轉相反,當電機反轉後斷電時D1和D6起作用。
電路中的二極體在為L298提供保護同時,也為感生電流向電源電路充電提供通道。C2、C3不但是濾波電容,也是儲能器件。
B. 什麼是驅動保護
摘要:本文介紹開關電源中常規驅動與保護電路的工作原理,在此基礎上分析驅動保護二合一電路的工作原理、特點、應用。
關鍵詞:開關電源 驅動電路 保護電路
1.引言
開關電源發展趨勢是工作頻率越來越高,實用頻率已接近或超過1MHz,且超大功率器件的驅動也比較困難,隨著使用頻率的進一步提高,高速開關與大功率M0SFET的轉換(過渡)過程就成為整個開關過程的重要因素。轉換過程的快慢,不僅決定了工作頻率的設計指標,而且對開關電源的效率、可靠性、壽命等帶來了很大影響。保護線路是否靈敏、可靠與完善,與開關器件的安全運行至關重要。
2.常規驅動與保護電路
通常設計的驅動電路,多為採用脈沖變壓器耦合,優點是:結構簡單,適用中小變換設備上。缺點是:不適用大型設備上的大功率M0SFET或IGBT器件,而且存在波形失真,容易振盪,尤其是脈沖變壓器耦合不良漏感偏大時更為嚴重,抗干擾與抑制誤觸能力低。這是一種無源驅動器,而高頻大功率器件M0SFET與IGBT,宜採用有源驅動器。
通常保護電路,利用互感器實現電流--電壓的比值轉換,信號的電平高於穩壓管穩壓值輸入PWM晶元的保護腳截止振盪工作的保護方式。這種電路的缺點是:響應速度慢,動作遲緩,對短路性電流增長過快下,可能來不及動作。
而採用電子高速檢測保護電路,則過流動作響應速度極快,可靠性高,效果好,是一種理想的保護電路,克服了利用互感器的一些不足。
2.1驅動電路(電壓型):
如圖1所示:圖1(a)適合於低頻小電流驅動。當控制信號Vi為高電平時,V1導通,輸出Vo對應控制的開關管(IGBT)導通;當控制信號Vi為低電平時,V2導通,輸出Vo對應控制的開關管(IGBT)被關斷
圖1(b)採用場效應管組成推挽電路,其工作原理同圖1(a),這種電路高頻峰值驅動電流可達10A以上,適用於大功率M0SFET或IGBT。
2.2電子高速檢測保護電路:
如圖2所示:在正常工作時,V2導通VDS處於低電平,A點電位通過D2迴流至D點,因為漏極處於低電位,所以A點也處於低電位狀態,不對V1產生偏置構成對V2的影響。
當M0SFET過流時,漏極電壓VDS迅速上升, D2承受反向電壓截止,由R1 、C1的充電作用,A點電位開始升高,直到使V1導通,將G極電位下拉接近0V,從而使M0SFET可靠關斷而處於截止狀態,限制了過電流。R1 、C1有兩個作用,其一是當FET的柵極加速向偏置信號使其導通瞬間,C1瞬間短路,保持V1的截止狀態,以至不影響FET的開通,當C1充電電壓上升時,還沒到V1開通,FET已經開通,由D2的作用,使A點箝位, V1始終不開通,FET正常工作。其二是當FET過流時,VDS迅速上升,D2立即反向截止,A點電位開始積分延時,當積分到V1開通時,FET截止,這段時間為保護動作時間,是由R1和C1的參數決定的。這種過電流保護電路可以在0.1μS級的時間內將過電流FET關斷。圖中D2選用高壓超快恢復型二極體, D3選低壓超快恢復型肖特基二植管,可消除D4穩壓管存在較大結電容形成電荷位移電流對V1的影響。
3.驅動保護二合一電路
將上述的驅動電路與保護電路結合起來,兩者功能將一體化,是本線路的獨到之處。實用電路如圖3所示:
3.1實用驅動保護二合一電路
圖3適用於低頻小功率驅動,如果將雙極型NPN與PNP三極體換成N溝道與P溝道大功率場管後就可形成高頻大電流驅動器。
圖中不採用光電耦合器作信號隔離而用磁環變壓器耦合方波信號,簡單而且不存在光電耦合器的上升下降波沿,光電管速度不可能過快,變壓器傳輸可獲得陡直上升下降波沿,幾乎沒有傳輸延時。使用高頻大功率的MOSFET驅動器,無論使用何種器件(VMOS或IGBT),都能獲得很好的效果。
本電路驅動速度快,過流保護動作關斷快,是比較理想的驅動保護二合一實用電路。
3.2採用肖特基管的驅動保護電路
如圖4所示:圖中D4選用高頻低壓降肖特基管,用於V1的抗過飽,減小存儲時間提高關斷速度。D2用超快恢復二極體。其工作原理:C1對開通瞬間不能突變,有兩個作用:一是方波高於ZW穩壓值使V1基極偏置而導通,經R5與D3對FET驅動導通後漏極處低電平D2導通箝位,V1的偏置迴路維持導通,電容C1始終處於低電平。當發生過流時,VDS迅速上升,ZW低於穩壓值將失去導通迴路V1將截止。二是R3與C1形成積分延時,並且C1可通過R3在負半周的負電位而更加可靠地開通V1。
3.3增加軟關斷技術的驅動保護電路
對於IGBT器件增加軟關斷技術的電路如圖5所示:
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本電路原理與圖3類似,僅增加軟關斷功能。
4.結語
隨著開關電源新技術的不斷發展,如何進一提高開關電源的效率和可靠性,是主要考慮的問題,因而選擇合適的驅動保護電路十分重要。
C. 針對電機堵轉會產生大電流而設計的限流保護設計電路有哪些,電機用MOS管驅動。
最常用的方法就是用一個阻值很小的電阻r(比如0.1歐姆)與電機串聯,並檢測這個電阻上的電壓降Ur的大小與一個設定的基準電壓Vref通過比較器進行比較。
當電機堵轉時,電阻上的電壓降Ur增大,當Ur>Vref時,比較器輸出一個高電平使得電機的驅動電路停止工作,從而避免電機堵轉燒毀。
D. 請問「GTO驅動與保護電路」的電路圖與元件參數是什麼
...................
E. GTR的驅動電路中抗飽和電路的主要作用是什麼
1)GTR的驅動電路
在實際應用中,GTR的基板驅動電路種類很多,但都應該滿足以下幾點要求:
①GTR開通時要採用強驅動,即應有一定的過飽和和前沿較陡的驅動電路,以縮短開通時間,減小開通功耗。過飽和系數一般為1.5—2。
②GTR導通後應相應減小驅動電流,使GTR處於准飽和狀態,以降低驅動功耗,減小存儲空間。 ③GTR關斷時要提供較大的反向基板電流,以迅速抽取基區的剩餘載流子,縮短關斷時間。反向驅動系數一般為1—2。
④GTR關斷期間要維持一定的反向偏置電壓。在GTR開通前,反偏置電壓應為零。
⑤驅動電路應採用措施,使主電路和控制電路隔離;同時,應設置自動保護,防止GTR因過流而進入線性工作區,以免功耗過大發熱而損壞。
2)IGBT模塊
①集電極—發射極額定電壓UCES:柵極—發射極短路時,IGBT集成電極與發射極所能承受的耐壓值,這個電壓值是生產廠商根據器件雪崩擊穿電壓而規定的,UCES應小於或等於雪崩擊穿電壓。
②柵極—發射極額定電壓 UCES:IGBT是電壓控制器件,UCES是柵極控制信號的電壓額定值。目前IGBT的UCES值一般為+20V,使用中柵極控制電壓應小於此值。
③額定集電極電流IC:該參數是IGBT飽和導通時,允許管子流過的持續最大電流。
④集電極—發射極飽和電壓降UCE(Sat):UCE(Sat)是指IGBT正常飽和時,集電極—發射極之間的電壓降。通常UCE(Sat)值2.5—3.5V,該值越小,管子的功率損耗越小。
⑤開關頻率:開關頻率可以通過給出的導通時間Ton,下降時間tf和關斷時間toff估算出來,一般IGBT的開關頻率小開100KHz,通常工作在30—40KHz,這比GTR要高得多。
3)IPM模塊
智能功率模塊IPM是將主開關器件、續流二極體、驅動電路、過流保護電路、過熱保護電路和短路保護電路以及驅動電源不足保護電路、介面電路等集成在同一封裝內,形成了高度集成的智能功率集成電路。它的主要特點體現在控制功能、保護功能和介面功能方面。
① 驅動電路
在智能功率模塊IPM內部設置了高性能的驅動電路,具有出現故障後自動軟關斷IGBT的功能,同時,由於結構緊湊,驅動電路與IGBT之間距離極短,抗干擾能力強,輸出阻抗又很低,不需要加反偏壓,簡化了驅動電路電源,僅需要提供一組下橋臂的公共電源和三組上橋臂的獨立浮「地」電源。
②欠壓保護
每個驅動電路都具有欠壓(UV)保護功能,無論什麼原因,只要驅動電路電源UCC低於欠電壓閾值UUV,時間超過10ms,智能功率模塊IPM就會關斷,同時輸出一個故障報警信號。
③ 過熱保護
智能功率模塊IPM內部絕緣基板上設有溫度感測器,如果溫度超過過熱斷開閾值時,智能功率模塊IPM內部的保護電路就會阻止門極驅動信號,不接受控制輸入信號,直至過熱現象消失,保護器件不受損壞,同時輸出過熱故障信號。
④ 過流、短路保護
智能功率模塊IPM中的IGBT的電流感測器是射極分流式,采樣電阻上流過的電流很小,但與流過開關元件上的電流成正比例關系,從而取代了大功率電阻、電流互感器、霍爾電流感測器等電流檢測組件。如果智能功率模塊IPM中任意一IGBT集電極電流大於過流動作電流,時間超過10μs時,IPM將軟關斷,並且輸出過電流報警信號。
⑤制動電路
主元件的智能功率模塊IPM中設有IGBT組成的制動電路。當智能功率模塊IPM接收到制動信號後,制動電路中的IGBT導通,接在制動端BN的制動電阻吸收電能,制動電路工作。
⑥智能功率模塊IPM採用陶瓷絕緣結構,直接安裝在散熱板上;直流輸入(P、N),制動單元輸出(B)和變頻輸出端子直接用螺釘連接。輸入輸出控制端子並排一列,可用通用插座連接。主接線端子和控制端子都可拆卸,不需烙鐵焊接,非常方便。
F. L298N驅動步進電機的保護電路 怎麼理解啊 為什麼要8個二極體 驅動2相和4相保護電路都這樣嗎
在感性負載電路中,當開始給負載供電、或需要關閉電負載電流時、負載電感都會產生感生電流,這就是自感電動勢。這種自感電流與輸入的電流方向剛好相反,特別是在關斷負載電流時,所產生的反向電壓要比輸入的電壓高出N倍。這種在繞組中產生的自感電流和電壓,對驅動器的功率開關器件是一種致命的威協。所以在設計時就想辦法給弄個通道將其釋放,以保護功率開關器件,圖中哪一大把的二極體,便是電機繞組自感電流的泄放通道。
由於步進電機要頻繁地在正轉與反轉,各繞組兩端的自感電壓的正與負隨正反轉不斷在交替變化,其自感電流也不斷地一會從1端流向2端,而一會又從2端流向1端。
如:A繞組在電機正轉時電流從A1流入A2流出,哪么在關閉電流時產生的自感電壓A2為正、A2A1為負,感生電流從A2流向A1。有了泄放二極體後,A2端的正向電流就可以通過D2流向+12V,而D5也由於A1是負壓而接通地線。這樣D2和D5就形成自感電流的通道,向電源電路釋放。
D2、D5這條通道,不但可以釋放繞組的感生電流,迅速拉低A2--A!之間的電壓、保護功率開關器件,而且還為電源充電。
G. 笑的我在測試LED驅動電源時老是炸機,怎麼在220V輸入端做個保護電路
你在初始上電時先用降壓方法,一般情況下如果低壓能正常工作(微亮),高壓基本上沒問題了,如果低壓時不能正常工作或用功率計測出不正常情況,應當切斷電源查原因。否則可能會炸。
H. 誰有關於開關電源驅動保護電路的分析比較的論文
小功率開關電源驅動抄保護電路不太復雜,也許沒那麼多論文專門論述這個話題。
大功率常用IGBT,比較特殊,需要特殊保護,IGBT驅動保護電路文章比比皆是。
這有網路文庫的一篇
IGBT驅動保護電路的設計與測試
http://wenku..com/view/5456191dfad6195f312ba6a7.html