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驱动保护电路

发布时间:2021-10-25 09:09:48

A. 这是L298N驱动直流电机的保护电路,谁能告诉我是什么原理,如何保护

大多人问这样的问题了!以下是本人之前回答另一个人的,只要你把图中的J4看成下面的A绕组,图中的J4的1脚看作A1、2脚看作A2、D9看作D1、D12看作D6就行。
为把事说清楚,这里就拿A绕组为例:接在A1的D1和接在A2的D6为一组,A2的D2和A1的D5为另一组,共同组成两个泄放保护通道。
我们知道,当电感线圈通电后再断电时,绕组两端会产生一个比电源电压高N倍,极性与电源电压相反的反向电压,这就是自感电动势。这个反向电压就会加在L298的功率开关器件上,将L298的功率开关器件击穿烧坏,所以要建立一个泄放通道,将绕组自感电动势所产生的高压和电流释放,以保护功率开关器件。
D1、D6,D2、D5两组的作用分别为:电机正转时,A1为正,A2为地,电流从A1流向A2。当切断电流,电机停转时A绕组的感生电压A2为正A1为负(就象一组电池),这时接在正端(A2)的D2会正向导通;而接在负端(A1)的D5反向导通将负端接地。为感生电流提供泄放通道向C3、C2充电。这时,C3、C2作为储能器件将自感电流吸收储存。
反转时与正转相反,当电机反转后断电时D1和D6起作用。
电路中的二极管在为L298提供保护同时,也为感生电流向电源电路充电提供通道。C2、C3不但是滤波电容,也是储能器件。

B. 什么是驱动保护

摘要:本文介绍开关电源中常规驱动与保护电路的工作原理,在此基础上分析驱动保护二合一电路的工作原理、特点、应用。

关键词:开关电源 驱动电路 保护电路

1.引言

开关电源发展趋势是工作频率越来越高,实用频率已接近或超过1MHz,且超大功率器件的驱动也比较困难,随着使用频率的进一步提高,高速开关与大功率M0SFET的转换(过渡)过程就成为整个开关过程的重要因素。转换过程的快慢,不仅决定了工作频率的设计指标,而且对开关电源的效率、可靠性、寿命等带来了很大影响。保护线路是否灵敏、可靠与完善,与开关器件的安全运行至关重要。

2.常规驱动与保护电路

通常设计的驱动电路,多为采用脉冲变压器耦合,优点是:结构简单,适用中小变换设备上。缺点是:不适用大型设备上的大功率M0SFET或IGBT器件,而且存在波形失真,容易振荡,尤其是脉冲变压器耦合不良漏感偏大时更为严重,抗干扰与抑制误触能力低。这是一种无源驱动器,而高频大功率器件M0SFET与IGBT,宜采用有源驱动器。

通常保护电路,利用互感器实现电流--电压的比值转换,信号的电平高于稳压管稳压值输入PWM芯片的保护脚截止振荡工作的保护方式。这种电路的缺点是:响应速度慢,动作迟缓,对短路性电流增长过快下,可能来不及动作。

而采用电子高速检测保护电路,则过流动作响应速度极快,可靠性高,效果好,是一种理想的保护电路,克服了利用互感器的一些不足。
2.1驱动电路(电压型):

如图1所示:图1(a)适合于低频小电流驱动。当控制信号Vi为高电平时,V1导通,输出Vo对应控制的开关管(IGBT)导通;当控制信号Vi为低电平时,V2导通,输出Vo对应控制的开关管(IGBT)被关断

图1(b)采用场效应管组成推挽电路,其工作原理同图1(a),这种电路高频峰值驱动电流可达10A以上,适用于大功率M0SFET或IGBT。

2.2电子高速检测保护电路:

如图2所示:在正常工作时,V2导通VDS处于低电平,A点电位通过D2回流至D点,因为漏极处于低电位,所以A点也处于低电位状态,不对V1产生偏置构成对V2的影响。

当M0SFET过流时,漏极电压VDS迅速上升, D2承受反向电压截止,由R1 、C1的充电作用,A点电位开始升高,直到使V1导通,将G极电位下拉接近0V,从而使M0SFET可靠关断而处于截止状态,限制了过电流。R1 、C1有两个作用,其一是当FET的栅极加速向偏置信号使其导通瞬间,C1瞬间短路,保持V1的截止状态,以至不影响FET的开通,当C1充电电压上升时,还没到V1开通,FET已经开通,由D2的作用,使A点箝位, V1始终不开通,FET正常工作。其二是当FET过流时,VDS迅速上升,D2立即反向截止,A点电位开始积分延时,当积分到V1开通时,FET截止,这段时间为保护动作时间,是由R1和C1的参数决定的。这种过电流保护电路可以在0.1μS级的时间内将过电流FET关断。图中D2选用高压超快恢复型二极管, D3选低压超快恢复型肖特基二植管,可消除D4稳压管存在较大结电容形成电荷位移电流对V1的影响。
3.驱动保护二合一电路

将上述的驱动电路与保护电路结合起来,两者功能将一体化,是本线路的独到之处。实用电路如图3所示:

3.1实用驱动保护二合一电路

图3适用于低频小功率驱动,如果将双极型NPN与PNP三极管换成N沟道与P沟道大功率场管后就可形成高频大电流驱动器。

图中不采用光电耦合器作信号隔离而用磁环变压器耦合方波信号,简单而且不存在光电耦合器的上升下降波沿,光电管速度不可能过快,变压器传输可获得陡直上升下降波沿,几乎没有传输延时。使用高频大功率的MOSFET驱动器,无论使用何种器件(VMOS或IGBT),都能获得很好的效果。

本电路驱动速度快,过流保护动作关断快,是比较理想的驱动保护二合一实用电路。

3.2采用肖特基管的驱动保护电路

如图4所示:图中D4选用高频低压降肖特基管,用于V1的抗过饱,减小存储时间提高关断速度。D2用超快恢复二极管。其工作原理:C1对开通瞬间不能突变,有两个作用:一是方波高于ZW稳压值使V1基极偏置而导通,经R5与D3对FET驱动导通后漏极处低电平D2导通箝位,V1的偏置回路维持导通,电容C1始终处于低电平。当发生过流时,VDS迅速上升,ZW低于稳压值将失去导通回路V1将截止。二是R3与C1形成积分延时,并且C1可通过R3在负半周的负电位而更加可靠地开通V1。
3.3增加软关断技术的驱动保护电路

对于IGBT器件增加软关断技术的电路如图5所示:

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本电路原理与图3类似,仅增加软关断功能。

4.结语

随着开关电源新技术的不断发展,如何进一提高开关电源的效率和可靠性,是主要考虑的问题,因而选择合适的驱动保护电路十分重要。

C. 针对电机堵转会产生大电流而设计的限流保护设计电路有哪些,电机用MOS管驱动。

最常用的方法就是用一个阻值很小的电阻r(比如0.1欧姆)与电机串联,并检测这个电阻上的电压降Ur的大小与一个设定的基准电压Vref通过比较器进行比较。
当电机堵转时,电阻上的电压降Ur增大,当Ur>Vref时,比较器输出一个高电平使得电机的驱动电路停止工作,从而避免电机堵转烧毁。

D. 请问“GTO驱动与保护电路”的电路图与元件参数是什么

...................

E. GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是什么

1)GTR的驱动电路
在实际应用中,GTR的基板驱动电路种类很多,但都应该满足以下几点要求:
①GTR开通时要采用强驱动,即应有一定的过饱和和前沿较陡的驱动电路,以缩短开通时间,减小开通功耗。过饱和系数一般为1.5—2。
②GTR导通后应相应减小驱动电流,使GTR处于准饱和状态,以降低驱动功耗,减小存储空间。 ③GTR关断时要提供较大的反向基板电流,以迅速抽取基区的剩余载流子,缩短关断时间。反向驱动系数一般为1—2。
④GTR关断期间要维持一定的反向偏置电压。在GTR开通前,反偏置电压应为零。
⑤驱动电路应采用措施,使主电路和控制电路隔离;同时,应设置自动保护,防止GTR因过流而进入线性工作区,以免功耗过大发热而损坏。
2)IGBT模块
①集电极—发射极额定电压UCES:栅极—发射极短路时,IGBT集成电极与发射极所能承受的耐压值,这个电压值是生产厂商根据器件雪崩击穿电压而规定的,UCES应小于或等于雪崩击穿电压。
②栅极—发射极额定电压 UCES:IGBT是电压控制器件,UCES是栅极控制信号的电压额定值。目前IGBT的UCES值一般为+20V,使用中栅极控制电压应小于此值。
③额定集电极电流IC:该参数是IGBT饱和导通时,允许管子流过的持续最大电流。
④集电极—发射极饱和电压降UCE(Sat):UCE(Sat)是指IGBT正常饱和时,集电极—发射极之间的电压降。通常UCE(Sat)值2.5—3.5V,该值越小,管子的功率损耗越小。
⑤开关频率:开关频率可以通过给出的导通时间Ton,下降时间tf和关断时间toff估算出来,一般IGBT的开关频率小开100KHz,通常工作在30—40KHz,这比GTR要高得多。
3)IPM模块
智能功率模块IPM是将主开关器件、续流二极管、驱动电路、过流保护电路、过热保护电路和短路保护电路以及驱动电源不足保护电路、接口电路等集成在同一封装内,形成了高度集成的智能功率集成电路。它的主要特点体现在控制功能、保护功能和接口功能方面。
① 驱动电路
在智能功率模块IPM内部设置了高性能的驱动电路,具有出现故障后自动软关断IGBT的功能,同时,由于结构紧凑,驱动电路与IGBT之间距离极短,抗干扰能力强,输出阻抗又很低,不需要加反偏压,简化了驱动电路电源,仅需要提供一组下桥臂的公共电源和三组上桥臂的独立浮“地”电源。
②欠压保护
每个驱动电路都具有欠压(UV)保护功能,无论什么原因,只要驱动电路电源UCC低于欠电压阈值UUV,时间超过10ms,智能功率模块IPM就会关断,同时输出一个故障报警信号。
③ 过热保护
智能功率模块IPM内部绝缘基板上设有温度传感器,如果温度超过过热断开阈值时,智能功率模块IPM内部的保护电路就会阻止门极驱动信号,不接受控制输入信号,直至过热现象消失,保护器件不受损坏,同时输出过热故障信号。
④ 过流、短路保护
智能功率模块IPM中的IGBT的电流传感器是射极分流式,采样电阻上流过的电流很小,但与流过开关元件上的电流成正比例关系,从而取代了大功率电阻、电流互感器、霍尔电流传感器等电流检测组件。如果智能功率模块IPM中任意一IGBT集电极电流大于过流动作电流,时间超过10μs时,IPM将软关断,并且输出过电流报警信号。
⑤制动电路
主元件的智能功率模块IPM中设有IGBT组成的制动电路。当智能功率模块IPM接收到制动信号后,制动电路中的IGBT导通,接在制动端BN的制动电阻吸收电能,制动电路工作。
⑥智能功率模块IPM采用陶瓷绝缘结构,直接安装在散热板上;直流输入(P、N),制动单元输出(B)和变频输出端子直接用螺钉连接。输入输出控制端子并排一列,可用通用插座连接。主接线端子和控制端子都可拆卸,不需烙铁焊接,非常方便。

F. L298N驱动步进电机的保护电路 怎么理解啊 为什么要8个二极管 驱动2相和4相保护电路都这样吗

在感性负载电路中,当开始给负载供电、或需要关闭电负载电流时、负载电感都会产生感生电流,这就是自感电动势。这种自感电流与输入的电流方向刚好相反,特别是在关断负载电流时,所产生的反向电压要比输入的电压高出N倍。这种在绕组中产生的自感电流和电压,对驱动器的功率开关器件是一种致命的威协。所以在设计时就想办法给弄个通道将其释放,以保护功率开关器件,图中哪一大把的二极管,便是电机绕组自感电流的泄放通道。

由于步进电机要频繁地在正转与反转,各绕组两端的自感电压的正与负随正反转不断在交替变化,其自感电流也不断地一会从1端流向2端,而一会又从2端流向1端。

如:A绕组在电机正转时电流从A1流入A2流出,哪么在关闭电流时产生的自感电压A2为正、A2A1为负,感生电流从A2流向A1。有了泄放二极管后,A2端的正向电流就可以通过D2流向+12V,而D5也由于A1是负压而接通地线。这样D2和D5就形成自感电流的通道,向电源电路释放。

D2、D5这条通道,不但可以释放绕组的感生电流,迅速拉低A2--A!之间的电压、保护功率开关器件,而且还为电源充电。

G. 笑的我在测试LED驱动电源时老是炸机,怎么在220V输入端做个保护电路

你在初始上电时先用降压方法,一般情况下如果低压能正常工作(微亮),高压基本上没问题了,如果低压时不能正常工作或用功率计测出不正常情况,应当切断电源查原因。否则可能会炸。

H. 谁有关于开关电源驱动保护电路的分析比较的论文

小功率开关电源驱动抄保护电路不太复杂,也许没那么多论文专门论述这个话题。
大功率常用IGBT,比较特殊,需要特殊保护,IGBT驱动保护电路文章比比皆是。
这有网络文库的一篇
IGBT驱动保护电路的设计与测试

http://wenku..com/view/5456191dfad6195f312ba6a7.html

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