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隔离驱动电路解决方案
日期:2022-11-24 来源:belling

一、引言

   在全球能源短缺及“双碳”达标的大背景下,以电机驱动替代内燃机驱动的产品,正广泛应用于电动车、智能制造等领域。在这些应用场景中,均会使用到隔离驱动电路,这个电路要求输入控制信号与电机反馈到控制板的信号之间实现电气隔离,从而达到以控制信号控制功率元件(或组件),以实现对控制端(或人体)的保护功能。

二、现有光耦隔离驱动电路的不足之处

图1.png

图1

图1所示为采用光耦隔离的驱动电路。为了确保该电路正常使用,在设计时需要在光耦发光侧串联匹配电阻,而电阻值根据光耦的CTR等参数进行匹配,以使光耦工作在非线性状态(即开关状态)。若光耦匹配电阻不合适,则会导致后方开关电路不完全导通或慢开慢关等故障,这样会大大提高后级MOS的开关损耗而使MOS管发热,严重时还会导致MOS管热击穿故障;另外光耦要达到理想的开关状态调整驱动电阻的同时还需要关注MCU的IO口灌/拉电流能力,若MCU的灌/拉电流能力不适合,调整电阻也未必能使光耦达到理想的开关状态,从而依然会引发上述故障。

、贝岭隔离驱动电路解决方案的优势

图2.png

图2 采用BL714X系列隔离芯片隔离方案

(1)参数匹配更简单

BL714X系列基于CMOS工艺电容耦合隔离器,具有隔离地回路,隔离耐压高,传输速度高,功耗低等特点。该方案相比较传统光耦隔离方案,BL714X隔离芯片的输入对MCU的IO灌/拉电流无要求。而使用IO驱动光耦需要根据光耦CTR曲线进行驱动电阻匹配,以保证光耦快速进入导通状态或关断状态,如果驱动电阻与光耦参数不匹配,可能导致MOS无法完全导通或慢开慢关等故障。

(2)响应速度更快

光耦的传输速率在驱动配置正常的情况下,输出信号的上升沿和下降沿通常是μs级,而隔离芯片的输出信号上升沿和下降沿是ns级。在大电流快速开关或者快速启停的应用场合使用隔离芯片使得驱动MOS管损耗发热量更小,更不易发生热击穿故障。

(3)电路布板更简洁

对比图1和图2可以看出,图1中必须使用4颗光耦,而图2中仅选用了1颗四通道的隔离芯片,并且采用高耐压的三端稳压芯片作为电源供电电路,这样的设计,使整个驱动电路布板更为简洁,更有利于客户产品的小型化设计。

四、贝岭隔离驱动电路主要芯片特点

图3.png


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