电机mos管采样电阻设计,mos管取样电阻-KIA MOS管

mos管采样电阻设计

在电机控制中，采样电阻通常用于检测电机相电流。采样电阻的阻值一般在mΩ到Q之间，具体选择取决于应用场景和成本考虑。

常用的采样电阻：高端采样（Highside sensing）和低端采样（Low side sensing）。

高端采样中，采样电阻位于负载高端，与母线电源连接；低端采样中，采样电阻位于负载低端，与地连接。

采样电阻的位置和电路拓扑结构

低端采样：这是非常普遍的一种采样方案，包括三电阻采样、双电阻采样和单电阻采样。三电阻和双电阻方案最为常用，适用于成本敏感的应用场景。单电阻采样方案通过在一个PWM周期内对采样电阻进行两次电流采样来实现。

高端采样：虽然不常见，但在某些特定应用中也有使用。高端采样的优点是可以避免低边MOS开关对采样的影响，但其实现复杂度较高。

采样电路的设计步骤和参数选择

三电阻和双电阻采样：在三电阻和双电阻采样中，通常在SVPWM的零序矢量处进行采样，以确保获得准确的相电流数据。双电阻方案可以提供更稳定的电流测量，适用于对精度要求较高的场合。

单电阻采样：通过在一个PWM周期内对采样电阻进行两次采样来实现。这种方法在成本和精度之间做了权衡，适用于成本敏感的应用。

MOS管选取及取样电阻设计

MOS管的选择

1.场效应管的耐压：Vin-max+Vor+设定允许的尖峰电压+留一定的裕量；

2.MOS管的电流，依据变压器的计算可知其平均电流以及峰值电流；

注意：一般情况下，通过MOS管的电流越大，内阻越小，但是当MOS管温度升高时会导致内阻增大。同时MOS管有他的一个结温大小，不能超过，否则会烧坏MOS；

3.Rds-on越小越好，考虑能接受的一个导通损耗来进行选取。

先讲述MOS的工作情况及机理，然后说明其周边器件的作用及如何取值

上图1为MOS管的驱动波形，注意看上升跟下降有抖动，原因是MOS管有寄生电容跟电感，之间发生LC谐振

图2为MOS管VGS之间的电压以及VDS/Rds的一个波形图

基于此图可知，当产生的PWM给MOS的寄生电容Cgs充电，导致VGS电位到该MOS的阈值电压时（4-5V）此时MOS管开始导通，MOS可等效为一个电阻可调的。

由于一开始MOS的D极接整流后的电压，电压会给MOS的寄生电容Cgd充电，电容产生左负右正的电动势，当MOS管达到阈值电压，开始导通时，电容Cgd通过MOS管放电，因而会分流PWM给MOS的寄生电容Cgs充电，因而产生一个米勒平台（图2中水平线，图1第一个上升的抖动时间，到第二个上升为止）又在米勒平台刚形成的时候，Id就已经达到最大值了，故而米勒平台将会产生开关损耗，这个持续的时间由这个米勒电容Cgd的大小决定。当米勒电容Cgd放电完成且PWM给他反向充电，充满以后，(米勒平台消失)PWM接着给Cgs充电，使得Vgs的电位接着抬高，以及达到Rds的阻值很小的状态。

图3中紫色框的区域，与MOS并联的电阻R22为下拉电阻，作用，若无这个下拉电阻由于MOS的寄生电容Cgs的存在，扰动或是些干扰，可能导致MOS管误导通。因而此下拉电阻的作用是给寄生电容Cgs提供一个放电回路，保证MOS的低电平可靠；

图中黄色框的区域，R19是阻尼电阻，若取大，可能会导致给到MOS，G极的电压不够，驱动不了MOS管开通，若取小了，会导致给到寄生电容Cgs过多能量，等MOS关断时，将通过走D5放掉这部分能量，造成不必要的功耗。

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