电子系统设计与实践教学课件-第三讲 功率驱动电路设计

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1、第三讲 功率驱动电路设计,电子系统设计与实践,一、LED数码管驱动 1、动态显示 LED有两种显示方式： 动态扫描显示。优点成本低，缺点亮度不均匀。 静态显示。优点亮度均匀，缺点成本高 三极管处开关状态.,目前普通发光管的最大驱动电流IF为20mA，VF为1.2V,三极管放大倍数取100.,电子系统设计与实践,为使只有一个发光管工作时,也能进行合理限流,则R1的最大限流值取20mA.故全亮时的驱动电流为2.5mA。,静态显示 用74LS164、74HC594，595串变并移位寄存器,由于74LS164每路输出端最大灌电流为8mA.故限流电阻可取:,二继电器驱动 、用分立元件,可取继电器工作电流

2、50mA, 三极管放大倍数100，则:,注图中为续流二极管,用达林顿集成电路驱动,如果一个电子系统中有多个信号继电器需要驱动,则可考虑达林顿驱动集成电路，如用路输出ULN200系列：,8路达林顿驱动芯片ULN2800系列:,采用ULN2003的路继电器驱动电路：,三、功率MOS管驱动电路设计,功率MOS管加驱动电路的主要目的: 改善MOS管栅极驱动波形,缩短MOS管开通和关断时间,降低开关损耗 实现电平转换 完成故障保护 实现电气隔离 电气隔离又分为： 光耦隔离，用于数十kHz以下 脉冲变压器隔离，最高可达几MHZ,1、用分立元件驱动,图中VT1-VT6处于开关状态,当PWM4=1,PWM0=

3、0时,电机正转,当PWM4=0,PWM0=1时,电机反转,采用分立元件的优点是成本低,缺点是功耗大,波形上升和下降沿不够陡。解决功耗大的方法可用小功率MOS管2N7000（60V/0.2A,N)代替S8050,用NTK3142(-20V/0.28A,P)代替S8550.改善波形上下沿只能加大MOS管栅极驱动电流。,2.低端驱动电路(IR4426/4427/4428) 低端驱动集成电路主要用在输入端和输出端可以共地的电路中，如Boost升压电路、单端反激式和单端正激式DC/DC变换电路等。,IR4427主要技术参数:,有单片机控制的IR4427驱动的Boost升压电路如下图所示。图中IC1为单片

4、机（MC9S08SH8），IC2为驱动集成电路(IR4427)，元件L、D、M1、E构成Boost升压电路。,3.MOS管高端驱动电路 高端驱动集成电路主要用在功率MOS开关管不能直接接地的电路中，如BUCK降压电路等。典型低端集成驱动电路有IR公司的IR2117等。,IR2117芯片技术参数:,由单片机控制为IR2117驱动的BUCK降压电路如下所示。图中IC1为MC9S08SH8单片机，IC2为高端驱动电路，元件L、D、M1、E构成BUCK降压电路。,4.半桥驱动集成电路 半桥集成驱动电路主要用在半桥或全桥变换电路中,典型芯片有IR2110,其内部结构如下图所示:,IR2110技术参数,用

5、IR2110构成的半桥逆变电路,控制芯片IC1产生二路逆变脉冲，经IC2驱动放大后，控制MOS管M1和M2交替工作，这样负载RL得到一个其工作频率由控制芯片IC1决定的,其幅值为直流母线电压一半的交流波形。,用2片半桥驱动集成电路的全桥逆变电路,5. 智能驱动芯片 驱动电路与MOS管合二为一,并具有过流、过热等保护,BTS7960内部结构图,四.直流电机驱动 传统小功率直流电机采用线性集成电路如LB298驱动，但功耗较大，目前主要采用开关集成电路，如MC33931等。 1.MC33931,2.BD6230系列,3.用普通MOS管加驱动电路,采用2片IR2110的直流电机驱动电路,五步进电机驱动

6、 用达林顿驱动 步进电机主要技术参数,控制极 1 2 3 4 5 6 7 8 5 + + + + + + + + 4 - - - 3 - - - 2 - - - 1 - - -,基于单片机及ULN2003的步进电路驱动电路：,采用步进电机专用集成电路,通常应用: VCC=32V,IC=1.8A,HALF STEPA MODE0=H MODE1=L,PS： CLK OUT1A OUT1B OUT2A OUT2B,节拍： 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2,步进电机的最佳工作频率CLK=2kHZ,功率驱动集成电路主要生产商: WWW.IRF.COM WWW.ST.COM WWW.NXP.COM WWW.ONSEMI.COM WWW.FAIRCHILDSEMI.COM WWW.ROHM.COM,