我已经构建了一个分立的 H 桥电路来运行一个相当强大的 12V 挡风玻璃雨刷器电机。电路如下(编辑:查看更大的 PDF,StackExchange 似乎不允许您展开图像):
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启动电路板后,我从 100% 占空比(非 PWM)模式开始,发现它可以正常工作,因此我开始对其中一个低侧 N 沟道 MOSFET 进行 PWM。这似乎也很好,尽管感应尖峰在桥的 PWM 侧的高侧肖特基中引起了明显的加热。
然后我开始对高侧和低侧 MOSFET 进行 PWM 处理,以更有效地消散电感尖峰。这也(可能是过多的死区时间)似乎运行良好,顶部二极管保持凉爽。
但是,在使用开关实时改变占空比运行它一段时间后,我将速度从大约 . 95% 占空比到 25%,这是我之前做过几次的事情。然而,在这种情况下,突然出现大电流消耗,并且 TC4428A MOSFET 驱动器已烧毁。
这些是唯一发生爆炸的组件——MOSFET 本身很好,所以我排除了我自己的任何击穿木偶戏。到目前为止,我最好的解释是过多的感应反冲,或者(更有可能)来自电机的再生能量过多,导致电源无法处理。TC4428A 在电桥内具有最低的额定电压(18V,绝对最大 22V),我认为电压升得太高太快了。
我用老式线性台式电源运行这块电路板的 12V 端,它和电路板之间的引线相对较长。我想这并不能真正消除电压上升。
我不认为 TC4428A 在 MOSFET 的动态负载方面过载。我以相对较低的速度(大约 2.2kHz)进行 PWM,并且 MOSFET 本身没有特别高的总栅极电荷。它们在运行期间似乎保持凉爽,此外,尽管只有驱动器 B 被 PWM 驱动,但 A 和 B 驱动器都发生了爆炸。
我的假设看起来合理吗?还有其他地方我应该看吗?如果是这样,在电路板周围(在电源输入和桥输出端子之间)随意洒一些坚固的 TVS 二极管是处理过压情况的合理方法吗?我不确定我是否要转向开关制动电阻类型设置(它只是一个“小”2.5A 左右的 12V 齿轮电机......)。
更新:
我在 12V 电源端子(SMCJ16A)上放置了一个 1500W TVS;这似乎将制动期间的过电压钳制到略低于 20V(这显示了电源电压;在 MOSFET 栅极和 0V 之间可以看到相同的波形):
它不漂亮,而且可能仍然太高(SMCJ16A 的钳位电压在最大电流 57A 时为 26V,而我们的 TC4428A 绝对最大值为 22V)。我已经订购了一些 SMCJ13CA,并将在电源上放置一个,在电机端子上放置一个。我宁愿担心即使有一个强大的 1.5kW TVS,它也不会持续下去。您可以看到它似乎在 80 毫秒左右的时间内被钳制,这对于 TVS 来说是一个很长的时间。也就是说,它似乎保持冷静。当然,轴上有实际负载……也许我可能正在实施一个开关制动电阻器解决方案。