H橋后級電路保護(hù)電路的參數(shù)有哪些?


H橋后級電路保護(hù)電路的參數(shù)設(shè)計需圍繞電路安全性和可靠性展開,需結(jié)合功率器件特性、負(fù)載需求及應(yīng)用環(huán)境綜合考量。以下是關(guān)鍵參數(shù)的分類說明及其作用:
一、核心保護(hù)參數(shù)
1. 過流保護(hù)參數(shù)
閾值電流(I_OV)
定義:觸發(fā)過流保護(hù)的最大允許電流值。
典型值:根據(jù)功率管額定電流(I_DS或I_C)的1.2~1.5倍設(shè)定(如10A功率管設(shè)為12~15A)。
作用:防止功率管因過流燒毀。
響應(yīng)時間(t_OV)
定義:從檢測到過流到觸發(fā)保護(hù)的時間延遲。
典型值:微秒級(如1~10μs),需小于功率管熱失控時間。
作用:快速切斷故障電流。
2. 過壓保護(hù)參數(shù)
閾值電壓(V_OV)
定義:觸發(fā)過壓保護(hù)的最大允許輸出電壓。
典型值:根據(jù)負(fù)載耐壓值設(shè)定(如24V系統(tǒng)設(shè)為28~30V)。
作用:保護(hù)負(fù)載免受高壓損壞。
鉗位電壓(V_CLAMP)
定義:過壓時保護(hù)電路將電壓限制的最大值(如TVS二極管擊穿電壓)。
典型值:略高于系統(tǒng)額定電壓(如24V系統(tǒng)選27V TVS)。
作用:吸收瞬態(tài)過壓能量。
3. 欠壓保護(hù)參數(shù)
閾值電壓(V_UV)
定義:觸發(fā)欠壓保護(hù)的最低允許輸入電壓。
典型值:根據(jù)功率管最小導(dǎo)通電壓設(shè)定(如12V系統(tǒng)設(shè)為9~10V)。
作用:避免功率管在低壓下失控或損壞。
恢復(fù)電壓(V_HYST)
定義:欠壓保護(hù)解除后電路重新啟動的電壓閾值(需高于V_UV)。
典型值:V_UV + 1~2V(如10V欠壓閾值設(shè)11~12V恢復(fù))。
作用:防止電壓波動導(dǎo)致頻繁啟停。
4. 過熱保護(hù)參數(shù)
閾值溫度(T_OT)
定義:觸發(fā)過熱保護(hù)的最大允許功率管結(jié)溫。
典型值:根據(jù)功率管規(guī)格書設(shè)定(如TO-220封裝MOSFET設(shè)為125~150℃)。
作用:防止熱失控。
熱敏電阻參數(shù)(β值、B值)
定義:熱敏電阻的溫度-阻值特性參數(shù)。
典型值:NTC熱敏電阻的β值(如3950K)或B值(如3435K)。
作用:精確測量溫度。
二、輔助保護(hù)參數(shù)
1. 短路保護(hù)參數(shù)
短路電流閾值(I_SC)
定義:觸發(fā)短路保護(hù)的最大允許電流(通常低于過流閾值)。
典型值:根據(jù)負(fù)載阻抗計算(如5Ω負(fù)載24V系統(tǒng)設(shè)為4.8A)。
作用:快速切斷短路電流。
短路檢測時間(t_SC)
定義:從短路發(fā)生到保護(hù)動作的時間。
典型值:納秒至微秒級(如50ns~1μs)。
作用:限制短路能量。
2. 驅(qū)動信號保護(hù)參數(shù)
死區(qū)時間(t_DEAD)
定義:H橋上下管驅(qū)動信號的互鎖延遲時間。
典型值:根據(jù)功率管開關(guān)速度設(shè)定(如100ns~1μs)。
作用:防止直通短路。
驅(qū)動電壓范圍(V_DRV)
定義:功率管柵極驅(qū)動電壓的允許范圍。
典型值:MOSFET需10~15V,IGBT需15~20V。
作用:確保功率管可靠導(dǎo)通/截止。
3. EMC保護(hù)參數(shù)
濾波電容容值(C_FILT)
定義:輸入/輸出濾波電容的容量。
典型值:根據(jù)開關(guān)頻率選擇(如100kHz開關(guān)頻率選1~10μF)。
作用:抑制高頻噪聲。
共模電感電感量(L_CM)
定義:抑制共模干擾的電感值。
典型值:根據(jù)EMI標(biāo)準(zhǔn)選擇(如10~100mH)。
作用:減少輻射干擾。
三、參數(shù)設(shè)計案例
示例:24V/10A H橋電路保護(hù)參數(shù)設(shè)計
保護(hù)類型 | 參數(shù)名稱 | 典型值 | 作用說明 |
---|---|---|---|
過流保護(hù) | 閾值電流 | 12~15A | 防止功率管過載 |
過壓保護(hù) | 閾值電壓 | 28~30V | 保護(hù)負(fù)載設(shè)備 |
欠壓保護(hù) | 閾值電壓 | 9~10V | 避免低壓失控 |
過熱保護(hù) | 閾值溫度 | 125~150℃ | 防止熱失控 |
短路保護(hù) | 短路電流閾值 | 4.8A | 快速切斷短路電流 |
驅(qū)動信號保護(hù) | 死區(qū)時間 | 200ns | 防止上下管直通 |
EMC保護(hù) | 濾波電容 | 4.7μF | 抑制高頻噪聲 |
四、設(shè)計注意事項
參數(shù)匹配性
保護(hù)參數(shù)需與功率管、負(fù)載和電源特性匹配(如過流閾值需小于功率管最大電流)。
冗余設(shè)計
關(guān)鍵參數(shù)(如過流閾值)需留有余量(如按額定值的120%設(shè)定)。
環(huán)境適應(yīng)性
高溫/低溫環(huán)境下需調(diào)整參數(shù)(如過熱保護(hù)閾值需考慮環(huán)境溫度影響)。
測試驗證
通過故障注入測試(如短路、過壓)驗證保護(hù)電路的可靠性。
通過合理設(shè)置上述參數(shù),H橋后級電路保護(hù)電路可有效防止功率管損壞、負(fù)載過載及系統(tǒng)失效,確保電路在異常工況下的安全性和可靠性。
責(zé)任編輯:Pan
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