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電機驅動電路中的Snubber網絡設計

由于電路的寄生參數影響,在半橋,全橋和三相橋的電機輸出端經常出現振鈴現象,如下圖所示。

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

通過在輸出端增加RC Snubber網絡可以有效減小這種振鈴現象,進而達到優化高頻段的EMI特性,同時減小MOS管的開關損耗,常見的Snubber電路結構如下圖所示。

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

本文介紹了一種實用的Snubber電路設計方法以消除電機驅動電路輸出端的振鈴。

在沒有Snubber電路的情況下,可以側得電機端輸出的震蕩頻率為fR,假設LP,CP為輸出端的等效電感和電容,三者滿足如下關系:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

為了有效地吸收輸出端的振鈴,CSN 必須遠大于CP, 同時CSN的大小取決于輸出端的開關頻率和MOS管體二極管的反向恢複特性。一般情況下LP和CP很難通過測量或計算直接得到,隻能通過間接測量和計算得到。

在已經完成PCB設計,并且事先預留Snubber電路的情況下,可以先取RSN=0, CSN取任意一已知電容值CA,測得在RSN=0, CSN=CA的情況下的震蕩頻率fRA,為了得到明顯的頻移,即為了使fRA和fR有明顯的差異,進而得到精度比較高的估算,CA必須明顯大于CP,同時由于輸出端的等效電容CP主要由MOS管的輸出電容COSS決定,一般可以取RSN=0, CSN=4*COSS,側得在該條件下的fRA,則可以計算出CP:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

有了CP可以算出LP:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

在得到LP和CP的值之後,為了消除由LP和CP組成的電路的振鈴,可以通過如下公式算出RSN和CSN的值:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

同時可以估算出在電阻上的功耗,以便于選擇合适功率大小的電阻:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

其中fPWM為MOS管的開關頻率,VOS為輸出端的過沖,VBRG為半橋的電源電壓,在理想情況下VOS=0,則在RSN電阻上的功耗為:

電機驅動電路中的Snubber網絡設計

為了讓電阻充分散熱,高邊MOS管Snubber的電阻可以放在靠近電源測,低邊Snubber的電阻放在靠近地端,這樣可以充分利用電源和地平面給電阻散熱。

在确定好RSN和CSN之後,可以選擇接近RSN和CSN值的常見電阻和電容焊到PCB闆上進行細調,增大RSN和CSN的值都可以提高抑制振鈴的效果,如果發現有過沖,則可以考慮增大CSN或者減小RSN。

轉自----電機 控制與驅動晶片

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