电机驱动系统MCU拆解之驱动板

电机驱动系统MCU拆解分析，驱动板主要包括驱动电源电路；驱动电路；钳位电路设计；短路保护电路；推挽电路等，以及母线电压、温度信号采集电路。

母线电压采集

将母线电压通过电阻分压的方式比例缩小，然后将采集的分压后的电压经过光耦隔离器ACPL-C87AT进行隔离，并将输入的电压信号转换为差分信号，在经过运放后输入到主芯片的端口，按照缩放比例进行电压值的还原。

IGBT温度采集

热敏电阻与电阻进行分压，采集电压后，通过运算放大器，将温度信号AD值送至MCU。

输入侧引脚

1、电源引脚VCC1-GND1，当供电电压 Vcc1（5V）低于规定值时，芯片内部将自动产生IGBT的关断信号，直至供电电压恢复正常。

2、PWM输入引脚IN+与IN-，控制电路发出的PWM信号通过芯片的该引脚进入芯片内部。

3、复位引脚RST，当驱动芯片因过流保护而封锁驱动输出，再次恢复工作需给该引脚提供一个低脉冲复位信号。

4、故障引脚FLT，当芯片检测到所驱动的IGBT发生短路过饱和时,则拉低FALUT信号报警。

5、RDY信号，当片测到电源欠压或片内部工作失常时则拉高READY信号报警。

输出侧引脚

1、电源VCC2（15V）、GND2、VEE2（-8V），VCC2引入+15V电源作为栅极的正向偏置电压；VEE2引入（-8V）电源作为栅极关断电压。当供电电压VCC2（15V）低于规定值时，芯片内部将自动产生IGBT的关断信号。

2、钳位引脚CLAMP，门极驱动电压的箝位以及集电极电压的箝位。

3、输出引脚PWM OUT，TC275产生的PWM波输入到芯片的IN-与IN+引脚，通过IED020I12将信号传递到芯片的OUT引脚。芯片检测到的故障信号反馈到输入侧，该故障信号停止PWM的输出到OUT引脚，以及将信号传输到FLT引脚。

4、IGBT饱和压降监测引脚DESAT，当IGBT由于过载或者短路过流发生时，产生高电平信号。

5、两级关断引脚TLSET。

门极电阻

门极电阻太小，会造成驱动波形振荡；门极电阻太大，脉冲波形的边沿易发生延迟。一般芯片使用手册上会推荐门级电阻值，通过该阻值进行微调，观测测试结果。

短路保护电路

当IGBT短路过流时，Uce电压升高，一般7V以上，导致驱动芯片外部电路二极管DIODE负极电压升高，DIODE截止，驱动芯片内部有上拉电压VCC2(15V)在DESAT引脚产生高电平，该电压与芯片内部9V电压通过比较器K3进行比较，以输出故障信号。同时，该故障信号通过与门电路关断芯片的PWM输出，故障信号传输到芯片的FLT引脚，输出低电平，故障信号可以触发关断IGBT。

钳位电路

IGBT在关断时门极电压开始下降，门极与集电极之间的米勒电容，使得门极电压关断延时。为了消除这种延时，驱动芯片通过箝位电路作用，当门极电压降到2V的时候，门极电压被直接拉到关断电压V EE2 (-8V)。

此外，米勒箝位防止IGBT器件的误触发，通常用在栅极不采用负电压的应用中。原理是在IGBT关断过程中，CLAMP检测门极电压，当门极电压低于箝位门限2V时，主动米勒箝位功能使能。

由于短路发生时，Uc电压上升会从米勒电容耦合到栅极，加剧短路过程。为抑制该现象，通过CLAMP引脚来实现对门极驱动电压的箝位。