我建立了一个分立的H桥电路,以运行一个强劲的12V挡风玻璃刮水器电动机。电路如下(编辑:此处查看较大的PDF,StackExchange似乎无法扩展图像):
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提起电路板,我从100%占空比(非PWM)模式开始,发现它可以工作,因此我开始对低端N沟道MOSFET之一进行PWM。这似乎还不错,尽管由于感应尖峰导致桥的PWM侧的高端肖特基产生明显的发热。
然后,我开始对高侧和低侧MOSFET进行PWM,以更有效地消除电感尖峰。这(也可能有过多的停滞时间)似乎运行良好,并且顶部二极管保持冷却。
但是,在使用开关运行了一段时间以改变实时占空比之后,我将速度从大约2降低了。从95%的占空比提高到25%,这是我之前做过的几次。但是,在这种情况下,突然出现突然的大电流汲取,并且TC4428A MOSFET驱动器烧断了。
这些是自爆的唯一元件-MOSFET本身很好,所以我排除了任何穿通布袋的可能性。到目前为止,我最好的解释是过量的感应反冲,或者(很可能)来自电动机的再生功率过慢,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),我认为电压上升得太快太快了。
我用一块老式的线性台式电源在该板的12V端供电,在该板和板之间有较长的引线。我认为这并不能真正消除电压上升。
对于MOSFET的动态负载,我认为TC4428A不会过载。我当时以相对较低的速度(约2.2kHz)进行PWM,而MOSFET本身的栅极总电荷并不特别高。它们似乎在运行期间保持凉爽,此外,尽管仅驱动器B被脉宽调制,但A和B驱动器还是自爆。
我的假设看起来合理吗?还有其他我应该看的地方吗?如果是这样,是否在电路板上随意散布一些坚固的TVS二极管(在电源输入上和电桥输出端子之间)是解决过压情况的合理方法?我不确定是否要切换到制动电阻器类型的设置(这只是一个“很小的” 2.5A左右的12V齿轮电动机...)。
更新:
我在12V电源端子(SMCJ16A)上放置了1500W TVS 。这似乎将制动期间的过压钳位到了20V以下(这显示了电源电压;在MOSFET栅极和0V之间看到了相同的波形):
它不是很漂亮,并且可能仍然太高(SMCJ16A的钳位电压在最大电流为57A时为26V,而我们的TC4428A的绝对最大值为22V)。我已经订购了一些SMCJ13CA,并将在电源上放置一个,在电动机端子上放置一个。我担心,即使有了强大的1.5kW TVS,它也不会持久。您会发现它似乎在80ms左右的时间内保持钳位,这对于TVS来说是很长的时间。也就是说,它似乎保持凉爽。当然,在轴上有实际负载的情况下……也许我毕竟可能正在实施开关制动电阻器解决方案。