MOSFET在电动车无刷电机控制器中的应用
mosfet 报关用途
mosfet 报关用途
MOSFET（Multifrequency-Output Signaling，多频率输出信号）是一种电压控制式功率半导体器件，广泛应用于各种电子设备和系统，例如电机控制、电源管理、电动汽车、可再生能源系统等。
其具体用途如下：
1. 电源开关：MOSFET作为电源开关，能够控制电源的通断，从而实现电子设备的启动和关闭。
2. 电机控制：MOSFET可以用于控制电机的速度和方向，广泛应用于电动车、空调、洗衣机等设备的电机控制中。
3. 电源管理：MOSFET可以用于电源的稳压和调节，保证电子设备的安全运行。
4. 信号放大：MOSFET可以用于信号的放大，提高信号的传输质量和稳定性。
5. 可再生能源系统：在太阳能逆变器、风力发电系统中，MOSFET作为开关器件能够实现能源的转换和调节。
在报关过程中，其用途需要详细描述，并注明货物的具体品名、规格、型号等信息，以便海关进行准确的商品归类和税收征缴。
电动车无刷控制器电路图高清
电动车无刷控制器电路图高清今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例,整机电路如图1：(原文件名:1.gif)图1:350W整机电路图整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看：(原文件名:2.gif)图2:电路框图电路大体上可以分成五部分：一、电源稳压，供应部分；二、信号输入与预处理部分；三、智能信号处理，控制部分；四、驱动控制信号预处理部分；五、功率驱动开关部分。
下面我们先来看看此电路最核心的部分：PIC16F72组成的单片机智能处理、控制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制，弄清楚这部分，其它电路就比较容易明白。
(原文件名:3.gif)图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振荡器等，共有22个可复用的IO口，其中第13脚是CCP1输出口，可输出最大分辨率达10BIT的可调PWM信号，另有AN0-AN4共5路AD模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事件。
内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。
各引脚应用如下：1：MCLR复位/烧写高压输入两用口2：模拟量输入口：放大后的电流信号输入口，单片机将此信号进行A-D转换后经过运算来控制P WM的输出，使电流不致过大而烧毁功率管。
正常运转时电压应在0-1.5V左右3：模拟量输入口：电源电压经分压后的输入口，单片机将此信号进行A-D转换后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池，避免电池因过放电而损坏。
正常时电压应在3V以上4：模拟量输入口：线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，单片机根据此电压高低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。
5：模拟/数字量输入口：刹车信号电压输入口。
可以使用AD转换器判断，或根据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平，单片机收到该信号后切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。
浅谈MOS管在电动车控制器中的应用
浅谈MOS管在电动车控制器中的应用关键词：MOS管、场效应管、电动车控制器1、MOS管在电动车控制器中的作用简单来说电机是靠MOS的输出电流来驱动的，输出电流越大（为了防止过流烧坏MOS管，控制器有限流保护），电机扭矩就强，加速就有力。
2、MOS在控制器电路中的工作状态开通过程、导通状态、关断过程、截止状态、击穿状态。
MOS主要损耗包括开关损耗（开通过程和关断过程），导通损耗，截止损耗（漏电流引起的，这个忽略不计），还有雪崩能量损耗。
只要把这些损耗控制在MOS承受规格之内，MOS即会正常工作，超出承受范围，即发生损坏。
而开关损耗往往大于导通状态损耗，尤其是PWM没完全打开，处于脉宽调制状态时（对应电动车的起步加速状态），而最高急速状态往往是导通损耗为主。
3、MOS损坏主要原因：过流，大电流引起的高温损坏（分持续大电流和瞬间超大电流脉冲导致结温超过承受值）；过压，源漏级大于击穿电压而击穿；栅极击穿，一般由于栅极电压受外界或驱动电路损坏超过允许最高电压（栅极电压一般需低于20v安全）以及静电损坏。
4、MOS管的开关原理（简要）MOS是电压驱动型器件，只要栅极G和源级S间给一个适当电压，源级S和漏级D间导电通路就形成。
这个电流通路的电阻被成为MOS内阻，也就是导通电阻。
这个内阻大小基本决定了MOS芯片能承受的最大导通电流（当然和其它因素有关，最有关的是热阻）。
内阻越小承受电流越大（因为发热小）。
MOS问题远没这么简单，麻烦在它的栅极和源级间，源级和漏级间，栅极和漏级间内部都有等效电容。
所以给栅极电压的过程就是给电容充电的过程（电容电压不能突变），所以MOS源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约。
关断过程和这个相反。
玩MOS主要就是玩怎么最优控制它的栅极。
但是MOS内部这三个等效电容是构成串并联组合关系，它们相互影响，并不是独立的，如果独立的就很简单了。
其中一个关键电容就是栅极和漏级间的电容Cgd，这个电容业界称为米勒电容。
mos管在电机上的应用
MOS管在电机上的应用主要体现在以下几个方面：
1.作为电子开关来控制电源的通断，一般正极用PMOS管，负极用NMOS管控制。
2.缓启动设计：在大电容负载时，比如电解电容和大功率设备电源（电机、马达等）
需要对电源作缓启动设计，否则会有很大的浪涌电流，导致系统复位，反复重启等严重缺陷。
在实际使用中，还需要考虑电平的高低以及电平逻辑的高低转换，确保MOS管能
充分发挥作用。
同时还要注意外接电路电平是否确定，是否双向通信和通信速率等均影响具体电路的细节考虑。
MOSFET在电动工具行业里的应用
Power To Future苏州硅能半导体科技股份有限公司SuZhou Silikron Semiconductor CorporationSilikron Company Profile2010These materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied or Silikron OverviewRegistered on Nov-12, 2007Location in Suzhou Industry Park, P.R. C First capital USD $15M Number of employees 84 2009 sales revenue $27.2M Certified on ISO9001 in 2009 Shipment ~220Mpcs/MonthSilikron Technical & Sales OfficeThese materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied orMajor Strategy PartnersWafer Foundry:Assembly House:GOOD-ARK STSGEM (Shanghai)HuaTianThese materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied orPower To Future苏州硅能半导体科技股份有限公司SuZhou Silikron Semiconductor CorporationPower MOSFET Product Power Schottky ProductSilikron Power SolutionPower To Future苏州硅能半导体科技股份有限公司SuZhou Silikron SemiconductorCorporationPower MOSFET ProductPlatform Development RoadmapThese materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied orThese materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied or动力锂电池保护动力锂电池保护QgNC These materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied orThese materials constitute confidential information of SILIKRON.These matrials may not be copied or电动工具苏州硅能半导体科技股份有限公司Power To FutureSuZhou Silikron Semiconductor CorporationPower Schottky ProductCompetitor Performance AnalysisPower To FutureThese materials constitute confidential information of SILIKRON. These matrials may not be copied or distributed without written permission from SILIKRON.12苏州硅能半导体科技股份有限公司Power To FutureSuZhou Silikron Semiconductor CorporationQuality & Reliability SystemSilikron Quality SystemWafer foundry & Assembly house Products and customers’ satisfactionReliability qual.Subcon. certifyIQA & OQACustomers complaint system Sales & Logistics Customers satisfaction surveyPower To FutureCustomers’ requirementsTechnology developmentProduct developmentProduction & PlanContinues improvementBSI, ISO9001These materials constitute confidential information of SILIKRON. These matrials may not be copied or distributed without written permission from SILIKRON.14Silikron Quality And Reliability ISO 9001 certified in 2009; Reliability Procedures:Power To FutureThese materials constitute confidential information of SILIKRON. These matrials may not be copied or distributed without written permission from SILIKRON.15Silikron Reliability ProcessPower To FutureThese materials constitute confidential information of SILIKRON. These matrials may not be copied or distributed without written permission from SILIKRON.16Power To FutureThanks!Power To FutureThese materials constitute confidential information of SILIKRON. These matrials may not be copied or distributed without written permission from SILIKRON.17。
MOSFET在各领域中的应用
Static parameters 靜態參數
VGS(th)，VGS(off)：閾值電壓 VGS(th) 是指加的柵源電壓能使漏極開始有 電流，或關斷MOSFET時電流消失時的電 壓，測試的條件（漏極電流，漏源電壓， 結溫）也是有規格的。正常情況下，所有 的 MOS柵極器件的閾值電壓都會有所不同。 因此，VGS(th)的變化範圍是規定好的。 VGS(th)是負溫度係數，當溫度上升時， MOSFET將會在比較低的柵源電壓下開啟。
Static parameters 靜態參數
IGSS ―柵源漏電流 IGSS是指在特定的柵源電壓情況下流過柵 極的漏電流。 即:VDS=0V,VGS=30V
第四部分 MOSFET的動態參數
Dynamic parameters 動態參數
Ciss： 輸入電容。 Ciss= CGD+ CGS（ CDS短路） 將漏源短接，用交流信號測得的柵極和源極之間的電容就是輸入電容。Ciss是由柵漏電容Cgd和柵源電 容Cgs並聯而成，或者Ciss = Cgs +Cgd。當輸入電容充電致閾值電壓時器件才能開啟，放電致一定 值時器件才可以關斷。因此驅動電路和Ciss對器件的開啟和關斷延時有著直接的影響。 Coss：輸出電容。 Coss= CDS+CGD。
應用領域：印表機、液晶電視、15寸液晶顯示器、通訊終端 設備、HUB、監控器、數碼相框等(4N60/6N60)
3. 48W、50W適配器
應用領域： 筆記本、17/19寸液晶顯示 器等(6N60)
4. 60W適配器 應用領域：20/22寸液晶顯示器、移動DVD、電池充 電器、筆記本電源適配器等（6N60/8N60)
將柵源短接，用交流信號測得的漏極和源極之間的電容就是輸出電容。Coss是由漏源電容Cds和柵漏電容Cgd並聯而成， 或者Coss = Cds +Cgd對於軟開關的應用，Coss非常重要，因為它可能引起電路的諧振
mos管应用场景
mos管应用场景
MOS 管（金属氧化物半导体场效应管）是一种常用的半导体器件，具有高输入阻抗、低噪声、快速开关等特点，广泛应用于以下场景：
1. 电源管理：MOS 管可以用于开关电源、线性稳压器、DC-DC 转换器等电源管理电路中，实现电压调节和电流控制。
2. 电动机控制：MOS 管可以用于电动机驱动电路中，实现电动机的正反转、调速和刹车等功能。
3. 通信电路：MOS 管可以用于射频前端电路、功率放大器、调制解调器等通信电路中，实现信号的放大和转换。
4. 消费电子：MOS 管可以用于手机、平板电脑、电视、音响等消费电子产品中，实现电源管理、显示驱动、音频放大等功能。
5. 工业控制：MOS 管可以用于工业自动化、机器人、医疗设备等工业控制领域，实现电机控制、传感器信号处理等功能。
MOS 管是一种非常重要的半导体器件，广泛应用于各个领域的电子设备中。
MOSFET和IGBT驱动器IR2136及其在电机控制中的应用
使用潜油泵采油是油气生产的一个重要手 段，在采油中占有举足轻重的地位，是目前油田采 油的重要设备。而潜油电机是潜油泵采油装置中 保障机组正常运转的关键。其性能直接影响电泵 机组乃至电泵井的质量和寿命，同时影响到原油 产量及各项采油成本。目前，随着油田系统采油成 本的降低，潜油电机运转寿命能否延长是很重要 的。要想延长潜油电机的运转寿命，在其它条件不 变的情况下，只有通过降低潜油电机的电流，来降 低潜油电机自身温度的上升，并提高功率因数，降
本系统所用的ＩＧＢＴ是１ＭＢＨ３０Ｄ－０６０，采用开
Drive & Control
关频率为２０ｋＨｚ。此处ＩＲ２１３６Ｓ中的６路驱动脉冲用 于逆变桥Ｐ Ｗ Ｍ 交 流 伺 服 系 统 中 ，输 入 信 号 由 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７的全比较单元产生，Ｒ８０－Ｒ８５阻值为 ４ ７ Ω，Ｒ ７７－ Ｒ ７９阻值为５ Ω，Ｃ ２２、Ｃ ２３、Ｃ ２４电容大小为 １ µ Ｆ 。同时用Ｄ Ｓ Ｐ 的Ｐ Ｗ Ｍ 输入与Ｉ Ｒ ２ １ ３ ６ 的６ 路输入 端口用６Ｎ１３６进行隔离（图３中未表示）。其中，过流 信号的采样可由小电阻Ｎ Ｐ Ｒ３、Ｎ Ｐ Ｒ ４、Ｎ Ｐ Ｒ ５获得。
使用中应注意以下几点： （１）ＩＲ２１３６的故障输 出只有一个通道，在实际应用中很难判断是过流 还是欠压故障，特别是在上电过程中，必须控制电 源从０上升至某值。在此过程中，ＩＲ２１３６的故障输 出端因内部欠压而动作，将此信号作为过流信号 去触发前级电路时，如果前级保护电路具有自锁 功能，可能使电路无法起动。
成度，使整个系统的性能价格比大大提高。
参考文献
１ 赵良炳编．现代电力电子技术．清华大学出版社． ２ Ｐｏｗｅｒ Ｓｅｍｉｃｏｒｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｈａｎｄｂｏｏｋ． ３ 王成元等编著．矢量控制交流伺服驱动电动机［专著］．机械工业出
sic-mosfet的应用实例
一、SIC-MOSFET 的基本概念和特点1. 引言：介绍SIC-MOSFET的基本概念和特点2. SIC-MOSFET的结构和工作原理3. SIC-MOSFET的优点和特性二、SIC-MOSFET 在新能源领域的应用1. SIC-MOSFET在光伏逆变器中的应用2. SIC-MOSFET在风能转换系统中的应用3. SIC-MOSFET在电动车充放电系统中的应用三、SIC-MOSFET 在工业控制领域的应用1. SIC-MOSFET在电力变频调速系统中的应用2. SIC-MOSFET在工业电炉控制系统中的应用3. SIC-MOSFET在工业自动化生产线中的应用四、SIC-MOSFET 在电力电子领域的应用1. SIC-MOSFET在高压直流输电系统中的应用2. SIC-MOSFET在不间断电源系统中的应用3. SIC-MOSFET在电网稳定控制系统中的应用五、SIC-MOSFET 的市场现状和未来发展趋势1. SIC-MOSFET的市场现状及发展前景2. SIC-MOSFET在新兴领域的应用前景展望3. SIC-MOSFET技术的持续创新和发展方向六、结语以上是文章的基本结构，你可以在此基础上添加详细的内容，例如SIC-MOSFET的历史发展、技术参数、特殊应用场景等，以便使文章更加充实和详尽。
SIC-MOSFET（硅碳化物金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种新型的功率半导体器件，具有高温、高频、高功率特性，广泛应用于新能源、工业控制和电力电子等领域。
本文将着重介绍SIC-MOSFET的基本概念和特点，以及在各个领域的具体应用。
一、SIC-MOSFET 的基本概念和特点1. 引言SIC-MOSFET是一种基于碳化硅（SiC）材料制备的金属氧化物半导体场效应晶体管，相比传统的硅（Si）MOSFET具有更好的性能指标和工作特性。
2. SIC-MOSFET的结构和工作原理SIC-MOSFET的结构包括栅极、漏极和源极，其中栅极通过栅极氧化层与碳化硅表面隔离，漏极和源极在碳化硅基底上形成P-N结。
电动车无刷控制器电路图[高清]
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电动车无刷控制器电路图[高清]今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例,整机电路如图1：(原文件名:1.gif)图1:350W整机电路图整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看：(原文件名:2.gif)图2:电路框图电路大体上可以分成五部分：一、电源稳压，供应部分；二、信号输入与预处理部分；三、智能信号处理，控制部分；四、驱动控制信号预处理部分；五、功率驱动开关部分。
下面我们先来看看此电路最核心的部分：PIC16F72组成的单片机智能处理、控制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制，弄清楚这部分，其它电路就比较容易明白。
(原文件名:3.gif)图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振荡器等，共有22个可复用的IO口，其中第13脚是CCP1输出口，可输出最大分辨率达10BIT的可调PWM信号，另有AN0-AN4共5路AD模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事件。
内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。
各引脚应用如下：1：MCLR复位/烧写高压输入两用口2：模拟量输入口：放大后的电流信号输入口，单片机将此信号进行A-D转换后经过运算来控制PWM的输出，使电流不致过大而烧毁功率管。
正常运转时电压应在0-1.5V左右3：模拟量输入口：电源电压经分压后的输入口，单片机将此信号进行A-D转换后判断电池电压是否过低，如果低则切断输出以保护电池，避免电池因过放电而损坏。
正常时电压应在3V以上4：模拟量输入口：线性霍尔组成的手柄调速电压输入口，单片机根据此电压高低来控制输出给电机的总功率，从而达到调整速度的目的。
5：模拟/数字量输入口：刹车信号电压输入口。
可以使用AD转换器判断，或根据电平高低判断，平时该脚为高电平，当有刹车信号输入时，该脚变成低电平，单片机收到该信号后切断给电机的供电，以减少不必要的损耗。
无刷电机mos管工作原理
无刷电机mos管工作原理
无刷电机是一种使用电子换向技术而不是机械换向的电机。
它
们通常使用MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）来控制电流
流向电机的不同相位。
以下是MOSFET在无刷电机中的工作原理：
1. 基本原理，MOSFET是一种场效应晶体管，由栅极、漏极和
源极组成。
通过在栅极上施加电压，可以控制漏极和源极之间的电流。
在无刷电机中，多个MOSFET被用于控制电流的流向和大小，从
而驱动电机的转动。
2. 换向控制，无刷电机需要在不同的转子位置和速度下改变相
位电流的方向。
MOSFET被用来实现这种换向控制。
当电机需要换向时，控制器会相应地改变MOSFET的通断状态，从而改变电流的流向，使电机保持旋转。
3. PWM调速，此外，MOSFET还可以通过脉冲宽度调制（PWM）
来控制电机的转速。
通过改变PWM信号的占空比，可以改变MOSFET
导通和截止的时间，从而控制电机的平均电流，进而控制电机的转速。
4. 保护功能，MOSFET还可以提供一些保护功能，例如过流保护和过压保护。
当电机工作时，MOSFET可以监测电流和电压，并在超出设定范围时切断电路，以保护电机和驱动电路不受损坏。
总的来说，MOSFET在无刷电机中起着至关重要的作用，它们通过控制电流的流向和大小，实现了无刷电机的高效、精确的控制，同时也提供了对电机的保护功能。
这些特性使得无刷电机在许多领域得到广泛应用，如电动工具、电动汽车、航空航天等领域。
n通道增强型mosfet符号
通道增强型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的场效应晶体管，常用于各种电子设备和电路中。
MOSFET符号表示了MOSFET的基本结构和工作原理，对于理解MOSFET的工作方式和应用至关重要。
下面将详细介绍通道增强型MOSFET符号的结构和含义。
一、通道增强型MOSFET符号的基本结构通道增强型MOSFET符号由以下几部分组成：1. 箭头指向：箭头指向表示了N型沟道MOSFET的沟道类型。
箭头指向上方表示了N型沟道MOSFET，而指向下方的箭头则表示P型沟道MOSFET。
2. 三条相互垂直的线：这三条线分别代表了MOSFET的栅极（Gate）、漏极（Source）和源极（Drain）。
3. 斜线：斜线连接了栅极和漏极之间的部分，表示了场效应晶体管中的栅极绝缘层。
4. 箭头和斜线之间的部分：这一部分表示了MOSFET的绝缘氧化层，也称为栅极绝缘层（Gate Oxide Layer）。
二、通道增强型MOSFET符号的含义通道增强型MOSFET符号通过上述结构准确地表达了MOSFET的工作原理和构造特点：1. 通过箭头指向可知道MOSFET的沟道类型，进而判断MOSFET的电性质和工作方式。
2. 三条相互垂直的线清晰地表示了MOSFET的栅极、漏极和源极，便于工程师进行电路设计和分析。
3. 斜线和箭头之间的部分准确地展示了MOSFET的绝缘层结构，提醒工程师在设计和使用MOSFET时需注意绝缘层的特性和保护。
三、通道增强型MOSFET符号的应用通道增强型MOSFET符号的准确性和直观性使其成为电子工程中常用的符号之一。
在电路图、数据手册和技术文档中，通道增强型MOSFET符号都会被广泛使用。
1. 电路设计中，工程师可以根据MOSFET符号清晰地了解MOSFET 的结构和特性，以便进行合理的电路布局和连线设计。
2. 在教学和科研中，MOSFET符号也是重要的教学工具和科研符号，帮助学生和研究人员理解MOSFET的工作原理和特性。
无刷电调 MOS管保护电路
无刷电调MOS管保护电路
无刷电调中使用MOS管作为保护电路是一种常见的做法。
MOS管是一种半导体器件，具有高阻抗输入和低阻抗输出的特点，因此能够有效地保护电调免受短路和过流等危害。
MOS管保护电路通常由一个MOS管和一些支持元件组成，如电阻、电容等。
当电调面临短路或过流时，MOS管会开始工作并限制电流流动，从而保护电调免受危害。
MOS管保护电路可以设计成电流限制型或电压限制型，根据电调的特点进行选择。
其中，电流限制型的保护电路能够在短时间内有效限制电流增长，而电压限制型的保护电路能够更好地保护电调免受短路危害。
总之，无刷电调中使用MOS管作为保护电路是一种常见的做法。
MOS管具有高阻抗输入和低阻抗输出的特点，可以有效地保护电调免受短路和过流等危害。
MOS管保护电路可以设计成电流限制型或电压限制型，根据电调的特点进行选择。
无刷直流电机驱动器原理
图1 第2章 无刷直流电机的驱动原理驱动方式的理论分析一、主要器件MOSFETMOSFET 又称金属-氧化物半导体场效应晶体管,可分为N 型和P 型两种,又被称为NMOSFET 与PMOSFET;如图1所示,一块P 型硅半导体材料作衬底,在其面上扩散了两个N 型区,再在上面覆盖一层二氧化硅SiO2绝缘层,最后在N 区上方用腐蚀的方法做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：G 栅极、S 源极及D 漏极,如图所示;在驱动器上用到的MOSFET 是在其上反并联一个二极管,该二极管通常被称为寄生二极管;由于添加了二极管的缘故,从而使其没有了反向电压阻断的能力;一般使用时在栅源极间施加一个-5V 的反向偏执电压,目的是为了保证是器件导通,噪声电压必须阈值门控栅极电压和负偏置电压之和; MOSFET 的使用方法和三极管的使用方法几乎类似,都是采用小电流的方式来控制大电流,这在模拟电路中经常用到;如图2所示,在无刷电机驱动器中使用MOSFET 主要是在MOSFET 的栅源极施加一个寄生二极管;二、单相半波逆变器原理如图3所示是单相半波逆变器的原理图;对其工作状态分析如下：第一个工作状态,v1导通,负载电压等于Ud/2,从而使负载电流与电压同向;第二个工作状态,v2关短后,负载电流流向vd2,使得负载上的电压变为-Ud/2;但随着时间的推移会使负载的电流最终变为0;第三个工作状态,v2导通,使得负载中出现了负电压和负电流;第四个工作状态,v2关断造成vd2正向偏置,得负载电压变为Ud/2; 图2图3 图2图4 如果电压为横坐标u,电流为竖坐标i 的话,那么通过上面四个状态就可以是电流和电压在四个象限内轮流工作;因此,采用一定的方法通过控制v1和v2的导通时间就可以达到控制负载上电流和电压按照一定的频率来轮换着工作;但是上面的变换有一些缺点;例如,在任何时刻加载在负载上的电压都是全部电压的一半;假如咋某个时刻对于功率额定的器件,电压减半后会使电流变为原来的两倍,同时又欧姆定律可知这时的发热会变为原来的次方倍;这对于器件来说会造成更大的风险;另外电压只能在最大电压的一半,没办法为0V,那就会是器件造成更大的波纹度;三、三相逆变电路原理如图所示由单项桥的原理来分析三相桥电路;每个负载由两个上下桥臂共同连接,中间是连接在一起的没有中心线的星型连接方式;中点电压有桥臂上下开关器件的开关状态所决定;假定每一相的桥臂在任意给定时刻均有一个开关器件的导通;当开关的一个关断时,该相电流就会流到另一的反向二极管上;但是开通每相桥臂开关和关断桥臂开关的时候需要预留足够的时间,以免造成直流供电电源的短路;通过原理可以看出来,只要控制每一相的上下桥臂的导通时间就可以控制每相上的电流和电压;以此设计驱动器的目的就是为了更好的控制导通的时间,也可以用导通的占空比来表示;电机控制原理一、旋转运动的过程直流无刷电机首先是通过位置传感器检测到电机转子的位置,这里用到的传感器主要有旋转变压器、霍尔元件、正交编码器、光电开关等;然后根据检测到转子的位置开启或者关闭相应的mos 管电路已达到控制电机的目的;如图4所示,上面三个mos 管分别为Q1、Q2、Q3统称为上桥臂,而下面三个Q4、Q5、Q6统称为下桥臂;当mos 管导通时,电流流经无刷直流电机的电枢,使流经的电流方向与磁场方向成90度,从而通过电机线圈产生的磁场与无刷直流电动机内部原有的磁场相作用,推动电动机转动;但这并不能一直转动下去;因此,当电机旋转过一定的角度有就需要改变mos 管的导通顺序,继续使通电线圈与定磁场成90度;通常情况下导通的mos 管是一组桥臂的上桥臂和另外一组的下桥臂,但是绝对不能同时导通一组桥臂的上下两个桥臂;因为这样会使电源出现短路,烧坏元器件;二、导通时间和频率的确定改变mos管导通的时间和导通频率来实现对电机参数的控制,通常情况下这种技术成为脉冲宽度调制技术,也被成为pwm控制方式;实现pwm的方案有很多,但是都需要实现以下几点：1.通过pwm信号和比较信号来产生控制信号;2.通过指令信号的采样来产生pwm 的占空比;。
电机控制的mosfet功率密度保护
电机控制的mosfet功率密度保护电机控制的MOSFET功率密度保护概述电机控制是现代工业中广泛应用的技术，而MOSFET功率密度保护作为电机控制的重要组成部分，起到了保护电机和其他相关设备的作用。
本文将重点介绍电机控制中MOSFET功率密度保护的原理、应用和优势。
一、MOSFET功率密度保护的原理MOSFET功率密度保护是一种通过控制MOSFET的工作状态，保证电机在高功率运行时不受损坏的技术。
在电机控制系统中，MOSFET充当开关的角色，通过控制MOSFET的导通和截止，可以实现电机的正常工作和保护。
当电机的功率密度超过设定值时，MOSFET功率密度保护会自动切断电路，防止电机损坏。
二、MOSFET功率密度保护的应用1. 电机驱动系统：在电机驱动系统中，MOSFET功率密度保护可以保护电机驱动电路免受过载和短路等故障的影响，保证电机的正常运行。
2. 电动汽车：在电动汽车中，MOSFET功率密度保护可以保护电动机免受过电流和过温等问题的影响，确保电动汽车的安全和性能。
3. 工业自动化设备：在工业自动化设备中，MOSFET功率密度保护可以保护电机和其他相关设备免受过载、过压和过温等问题的影响，提高设备的可靠性和稳定性。
三、MOSFET功率密度保护的优势1. 高效性：MOSFET功率密度保护能够实时监测电机的功率密度，并在超过设定值时迅速切断电路，保护电机和其他相关设备。
其高效性可以保证电机运行的稳定性和可靠性。
2. 灵活性：MOSFET功率密度保护可以根据具体的应用需求进行调整和设置，使其适应不同的工作环境和工作条件。
3. 可靠性：MOSFET功率密度保护采用先进的保护算法和技术，具有良好的抗干扰能力和稳定性，可以有效地保护电机和其他相关设备免受电气故障的影响。
4. 经济性：MOSFET功率密度保护可以延长电机和其他相关设备的使用寿命，减少维修和更换成本，提高设备的经济效益。
结论通过对电机控制中MOSFET功率密度保护的原理、应用和优势的介绍，可以看出MOSFET功率密度保护在保护电机和其他相关设备方面发挥着重要的作用。
无刷电机控制器的原理
∙电动车无刷控制器主要由单片机主控电路、功率管前级驱动电路、电子换向器、霍尔信号检测电路、转把信号电路、欠电检测电路、限流/过流检测电路、刹车信号电路、限速电路、电源电路等部分组成，其原理框图如图所示。
无刷电机控制器的原理∙ 1. 电子换向器无刷电机与有刷电机的根本区别就在于无刷电机用电子换向器代替了有刷电机的机械换向器，因而控制方法也就大不相同，复杂程度明显提高。
在无刷电机控制器中，用6 个功率MOSFET 管组成电子换向器，其结构如图2 所示。
图中MOSFET 管VT1、VT4 构成无刷电机A 相绕组的桥臂，VT3、VT6 构成无刷电机B 相绕组的桥臂，VT5、VT2 构成无刷电机C 相绕组的桥臂，在任何情况，同一桥臂的上下两管不能同时导通，否则要烧坏管子。
6 只功率MOSFET 管按一定要求顺次导通，就可实现无刷电机A、B、C 三相绕组的轮流通电，完成换相要求，电机正常运转。
在电动车无刷电机控制器中，这6 只功率管有二二通电方式和三三通电方式的运用，二二通电方式即每一瞬间有两只功率管同时通电，三三通电方式即每一瞬间有三只功率管同时通电。
对于二二通电方式，功率管须按VT1、VT2；VT2、VT3；VT3、VT4；VT4、VT5；VT5、VT6；VT6、VT1；VT1、VT2 的通电顺序，电机才能正常运转。
对于三三通电方式，功率管须按VT1、VT2、VT3；VT2、VT3、VT4；VT3、VT4、VT5；VT4、VT5、VT6；VT5、VT6、VT1；VT6、VT1、VT2；VT1、VT2 、VT3的次序通电，电机才能正常运转。
2. 功率管前级驱动电路功率管前级驱动电路用来驱动电子换向器的6 个MOSFET 管，由于6 个MOSFET 管组成了3 个相同的桥臂，对这3 个相同的桥臂的驱动电路是相同的，因而功率管前级驱动电路是由3 组相同结构的电路组成，3 所示的是一典型的功率管前级驱图动电路，对于一无刷控制器，有 3 个这样的电路，分别驱动3 个桥臂。
图文讲解电机控制器中的MOS驱动
导读三相直流无刷电机由于其可靠性高、免维护的特点，逐渐取代有刷电机，成为汽车风机、水泵、油泵的首选动力来源。
在设计电机控制器时，不能直接使用通用MCU的IO引脚驱动功率MOS，此时预驱芯片是最优选择。
一、引言通用MCU或DSP的IO电压通常是5V\3.3V，IO的电流输出能力在20MA 以下，不足以直接驱动功率MOSFET。
所以使用通用MCU或DSP来设计电机驱动器时，通常需要搭配外部的MOSFET驱动器，我们称之为“预驱”。
在设计汽车风机、水泵、油泵等电机驱动控制器时，使用车规MCU+车规预驱+车规N沟道功率MOSFET，可以适配不同功率、各种通信方式和各种驱动方式。
二、控制器中的功率MOS驱动图1 直流无刷电机驱动电路如图，三相直流无刷电机（包括BLDC和PMSM）功率级驱动电路使用6个N沟道功率MOS构成三相全桥，分为三个连接到电源正极（VBus）的高边MOS和三个连接到电源负极的低边MOS。
控制器通过控制六个MOS的通断，完成换相，使电机按照预期转动。
电机在运转过程中可能会遇到堵转而导致过流，因此MOS驱动电路需要具有保护功能，以防止烧坏控制器或电机。
对于单个NMOS来说，在开通时，需要提供瞬间大电流向MOS内的寄生电容充电，栅源电压（VGS）达到一定阈值后，MOS才能完全开通。
在MOS开通后，还需要维持合适的栅源电压（VGS），才可以保持开通状态。
对于低边MOS，其源极（S）接到电源负极，栅源电压容易满足，驱动较简单。
对于高边MOS，其源极（S）接到电机相线，其电压是不确定的，如果需要开通，需要通过自举电路提供栅极电压，驱动较复杂。
图2 VGS与RDSON的关系一般情况下，MOS的导通内阻都如图2所示，随着VGS的增大而降低，但VGS大于10V之后，下降曲线变得平缓。
为了达到最小的导通电阻(RDSON)，VGS的取值通常为10~15V。
三、车规预驱——MPQ6531MPQ6531是MPS推出的一款专门用于汽车三相直流无刷电机控制器的预驱，符合AEC-Q100 Grade 1，输入电压为5-60V，可以满足12V/24V 汽车电气系统下的需求。
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MOSFET在电动车无刷控制器中的应用蔡林高级应用工程师苏州硅能半导体科技股份有限公司摘要：本文介绍了电动自行车无刷控制器的热设计、短路保护时间确定及驱动电路的优化。
第一节：电动自行车无刷电机控制器的热设计z概述由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。
但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET。
一旦损坏，MOSFET的漏源极短路，晶圆将被严重烧毁。
通常MOSFET损坏模式包括：过流、过压、雪崩击穿、超出安全工作区等。
这些原因导致的损坏最终都是因为晶圆温度过高而损坏，所以在设计控制器时，热设计是非常重要的。
MOSFET的结点温度必须经过计算，确保在使用过程中MOSFET结点温度不会超过其最大允许值。
z无刷电机控制器简介由于无刷电机具有高扭矩、长寿命、低噪声等优点，已在各领域中得到了广泛应用，其工作原理也已被大家广为熟知。
国内电动车电机控制器通常工作方式为三相六步，工作及原理图如图1所示，其中Q1, Q2为A相上管及下管；Q3, Q4为B相上管及下管；Q5, Q6为C相上管及下管。
MOSFET全部使用SSF7509。
MOSFET工作在两两导通方式，导通顺序为Q1Q4→Q1Q6→Q3Q6→Q3Q2→Q5Q2→Q5Q4→Q1Q4，控制器的输出通过调整上桥PWM脉宽实现，PWM频率一般设置为15KHz。
当电机及控制器工作在某一相时（假设B相上管Q3和C相下管Q6），在每一个PWM周期内，有两种工作状态：状态1: Q3和Q6导通, 电流I1经Q3、电机线圈L、Q6、电流检测电阻Rs流入地。
状态2: Q3关断, Q6导通, 电流I2流经电机线圈L、Q6、Q4，此状态称为续流状态。
在状态2中，如果Q4导通，则称控制器为同步整流方式。
如果Q4关断，I2靠Q4体二极管流通，则称为非同步整流工作方式。
流经电机线圈L的电流I1和I2之和称为控制器的相电流，流经电流检测电阻Rs的平均电流I1称为控制器的线电流，所以控制器的相电流要比控制器的线电流要大。
z功耗计算控制器MOSFET的功率损耗随着电机负载的加大而增加，当电机堵转时，控制器的MOSFET损耗达到最大（假设控制器为全输出时）。
为了分析方便，我们假设电机堵转时B相上管工作在PWM模式下，C 相下管一直导通，B相下管为同步整流工作方式（见图1）。
电机堵转时的波形如图2-图5所示。
功率损耗计算如下：B相上管功率损耗：B相上管开通损耗（t1-t2），见图2：Phs(turn on) =(∫t1 t2Vds(Hs)*Idt)*Fsw≈1/2* Vds*I*(t2- t1)/T=1/2*48*40*340*10-3/64=5.1WB相上管关断损耗（t3-t4），见图3：Phs(turn off) =(∫t3 t4Vds(Hs)*Idt)*Fsw≈1/2* Vds*I*(t4- t3)/T=1/2*48*40*250*10-3/64=3.75WB相上管导通损耗（t5-t6），见图4:Phs(turn on) =I2*Rds(on)*D=402*0.009*20/64=4.5WB 相上管总损耗：Phs(Bphase) = Phs(turn on)+Phs(turn off)+Phs(on)=5.1+3.75+4.5=13.35WB相下管功率损耗：B相下管续流损耗（t7-t8），见图5:PLS(Bphase) = PLS(freewheel)= I2*Rds（on）*（1-D）=402*0.009*（1-20/64）=9.9 WC相下管功率损耗因为C相下管一直导通，所以功率损耗计算如下：PLS（Cphase） =PLS （on）= I* I*Rds（on）= 40*40*0.009= 14.4W控制器的功率管总损耗为：Ptatal =PHS(Bphase) +PLS(Bphase)+PLS(Cphase) =13.35+9.9+14.4=37.65Wz热模型图6为TO-220典型的安装结构及热模型。
热阻与电阻相似,所以我们可以将Rth（ja）看着几个小的电阻串联，从而有如下公式：Rth（ja） = Rth（jc） + Rth（ch） + Rth（ha）其中：Rth（jc）—— 结点至MOSFET表面的热阻Rth（ch）——MOSFET表面至散热器的热阻Rth（ha）——散热器至环境的热阻 （与散热器的安装方式有关）图6 热阻模型通常热量从结点至散热器是通过传导方式进行的，从散热器至环境是通过传导和对流方式。
Rth（jc）是由器件决定的,所以对一个系统，如果MOSFET已确定，为了获得较小的热阻我们可以选择较好的热传导材料并且将MOSFET很好地安装在散热器上。
稳态温升的计算从SSF7509的数据手册我们可以获得如下参数：Tjmax=175℃ Rth（jc）max = 0.63 ℃/W电机运行时MOSFET结点至其表面的温升计算（因为电机在运行时，上管和下管只有三分之一的时间工作，所以平均功率应除以3.上管结点至功率管表面的稳态温升Tjc=Tj-Tc= (Phs/3)* Rth（jc）=13.35/3*0.63=2.80℃下管结点至功率管表面的稳态温升Tjc=Tj-Tc= (PLs/3)* Rth（jc）=(9.9+14.4)/3*0.63=5.10℃电机堵转时MOSFET结点至其表面的温升计算B相上管结点至功率管表面的稳态温升Tjc=Tj-Tc=Phs×Rth（jc）=13.35×0.63=8.41℃B相下管结点至功率管表面的稳态温升Tjc=Tj-Tc=Pls×Rth（jc）=9.9×0.63=6.23℃C相下管结点至功率管表面的稳态温升Tjc=Tj-Tc=PLS（Cphase）×Rth（jc）=14.4×0.63=9.07℃由以上计算可知，在电机堵转时控制器中一直导通的MOSFET（下管）的温升最大，在设计时应重点考虑电机堵转时的MOSFET温升。
z选择合适的导热材料图7为SilPad系列导热材料对TO-220封装的导热性能随压力变化的曲线。
图76.1 导热材料为SilPad-400，压力为200psi时，其热阻Rth（ch）为4.64 ℃/W。
则：Tch=Tc-Th= PLS×Rth（ch）=14.4×4.64=66.81℃6.2 导热材料为SilPad-900S，压力为200psi时，其热阻Rth（ch）为2.25℃/W。
则：Tch=Tc-Th= PLS×Rth（ch）=14.4×2.25=32.4℃可见，不同的导热材料对温升的影响很大，为了降低MOSFET的结点温升，我们可以选择较好的热传导材料来获得较好的热传导性能，从而达到我们的设计目标。
为了使控制器更加可靠，通常我们将MOSFE T表面温度控制在100℃以下，这是因为在使用中还会有其他高能量的脉冲出现，譬如，电机相线短路，负载突然变大等。
第二节：如何确定短路保护时间z概述由于在控制器的生产和使用过程中不可避免地会遇到相线短路的情况，如电机的线圈短路就会直接导致控制器的相线短路。
因此，必须设计短路保护功能以提高控制器的可靠性。
在实际应用中，许多工程师容易忽略短路保护时间设计，因此在这就如何确定短路保护时间做一下探讨，以便能够为设计人员在设计产品时作一些参考。
z短路模型及分析短路模型如图8所示，其中仅画出了功率输出级的A、B两相(共三相)。
Q1和Q3为A相MOSFET，Q2和Q4为B相MOSFET，所有功率MOSFET均为SSF7509。
L1为电机线圈，Rs为电流检测电阻。
当控制器工作时，如电机短路，则会形成如图8中所示的流经Q2，Q3的短路电流，其电流值很大，达几百安培，MOSFET 的瞬态温升很大，这种情况下应及时保护，否则会使MOSFET结点温度过高而使MOSFET损坏。
短路时Q2电压波形如图9所示。
图9a中的MOSFET能承受35μs的大电流短路，而图9b中的MOSFET不能承受35μs 的大电流短路，当脉冲35μs关断后，Vds回升，由于温度过高，仅经过10μs的时间MOSFET便短路，Vds迅速下降,短路电流迅速上升。
由图9我们可以通过Vd/(Rs+Rds)估算出短路时峰值电流达约400A~600A，这是由于短路时MOSFET直接将电源正负极短路，回路阻抗是导线，PCB走线及MOSFET的Rds(on)之和，其数值很小，一般为几十毫欧至几百毫欧。
图9a 图9bz合理计算保护时间在实际应用中，不同设计的控制器，其回路电感和电阻存在一定的差别以及短路时的电源电压不同，导致控制器三相输出线短路时的短路电流各不相同，所以设计者应跟据自己的实际电路和使用条件设计合理的保护时间。
短路保护时间计算步骤：①计算MOSFET短路时允许的瞬态温升因为控制器有可能是在正常工作时突然短路，所以我们的设计应是基于正常工作时的温度来计算允许的瞬态温升。
MOSFET的结点温度可由下式计算：Tj = Tc + P × Rth(jc)其中：Tc：MOSFET表面温度Tj：MOSFET结点温度Rth(jc)：结点至表面的热阻，可从元器件Date sheet中查得。
一般来说，一只控制器输出功率为350W时，并且采用同步整流技术，续流侧MOSFET的耗散功率为20W 左右，即P=20W。
同时我们假设MOSFET工作时的表面温度Tc为100℃(炎热的夏季MOSFET的表面温度一般都会达到此值)，则： Tj = Tc+P× Rth(jc) = 100+20×0.45 = 109℃。
理论上MOSFET的结点温度不能超过175℃，所以电机相线短路时MOSFET允许的温升为： Trising = Tjmax - Tj = 175-109 = 66℃②根据瞬态温升和单脉冲功率计算允许的单脉冲时的热阻短路时MOSFET耗散的功率约为：P = Vds ×I = 25 × 600 = 15000W脉冲的功率也可以通过将图二测得波形存为EXCEL格式的数据，然后通过EXCEL进行积分，从而得到比较精确的脉冲功率数据。
对于MOSFET温升计算有如下公式： Trising = P × Zθjc × Rθjc其中：Rθjc: 结点至表面的热阻，可从元器件Date sheet中查得。
Zθjc: 热阻系数由上式变形可得: Zθjc = Trising ÷( P × Rθjc)代入数据得：Zθjc = 66 ÷ (15000 × 0.45)= 0.098③根据单脉冲的热阻系数确定允许的短路时间由图10最下面一条曲线(单脉冲)可知，对于单脉冲来说，要想获得0.098的热阻系数，其脉冲宽度不15μs。