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基礎(chǔ)無(wú)刷柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) —— 第2部分

本文作者：德州儀器點(diǎn)擊： 2017-12-18 15:22

前言：

進(jìn)入這一部分之前，讓我們回顧一下第1部分：

無(wú)刷直流電機(jī)很酷（可以幫您結(jié)交朋友）。

沒有人喜歡談?wù)搶?shí)際的硬件（但是我打算這么做）。

分立式和集成式柵極驅(qū)動(dòng)器各有優(yōu)缺點(diǎn)。

我可以整天談?wù)摴δ芎蛢?yōu)點(diǎn)，但工程師想看的是一些真正的電路。在這篇博文中，我將直接比較分立式和集成式柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，展示兩者的電路板級(jí)差異。

原理圖和布局比較的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是組件數(shù)量和解決方案尺寸。第一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)是：元件數(shù)量。這在原理圖完成后可以相對(duì)容易地找到。然而，解決方案尺寸的估算更加復(fù)雜。我經(jīng)常看到在集成電路元件尺寸上簡(jiǎn)單標(biāo)注的解決方案尺寸。但是我發(fā)現(xiàn)這其實(shí)非常不準(zhǔn)確，因?yàn)樗⑽纯紤]外部元件、元件與電路板上的布線之間需要的間隙。

我在本地設(shè)計(jì)軟件上花費(fèi)了一些時(shí)間，為無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器創(chuàng)建分立式和集成式柵極驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)的并行原理圖和布局。我選擇了TI一款分立式柵極驅(qū)動(dòng)器和DRV8320作為我的集成式柵極驅(qū)動(dòng)器。另外，我使用了NexFET™功率MOSFET 的標(biāo)準(zhǔn)QFN封裝。雖然這種設(shè)計(jì)恰好使用標(biāo)準(zhǔn)分立式FET，但TI最近推出了兩款可用于此應(yīng)用的垂直集成的半橋式電源塊，節(jié)省了更多的設(shè)計(jì)空間。這個(gè)運(yùn)用使我因自己貧乏的電路圖和布局技巧倍感壓力，但是我希望這些圖片對(duì)那些想要比較這兩種無(wú)刷直流架構(gòu)的人有所幫助。

表1：分立式柵極驅(qū)動(dòng)器與集成式柵極驅(qū)動(dòng)器

這個(gè)看似速效的項(xiàng)目注入了很多設(shè)計(jì)和想法。從上面可以猜到，為簡(jiǎn)化瀏覽，我決定創(chuàng)建一個(gè)沒有內(nèi)層的雙層電路板。不過(guò)，這意味著在布局上需要投入更多心思。同樣，分立式柵極驅(qū)動(dòng)器上的柵極驅(qū)動(dòng)設(shè)置組件和集成式柵極驅(qū)動(dòng)器上的IDRIVE引腳組件需要進(jìn)行調(diào)整，以便從外部FET獲得可接受的上升和下降次數(shù)。布局部分還有許多小的調(diào)整，以便實(shí)現(xiàn)兩種解決方案的最小尺寸。

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