TLP250功率驱动模块在IRF840 MOSFET中的应用
---电力MOSFET是电压控制型器件，静态时几乎不需要输入电流，但由于栅极输入电容Cin的存在，在开通和关断过程中仍需要一定的驱动电流来给输入电容充放电。栅极电压UG的上升时间tr和采用放电阻止型缓冲电路，其缓冲电路电容电感器生产厂家CS可由式(1)求得。
(1)
---式中，L为主回路杂散电感；I0为IGBT关断时的漏极电流；VCEP为缓冲电容CS的电压稳态值；Ed为直流电源电压。缓冲电路电阻RS的选择是按希望MOSFET在关断信号到来之前，将缓冲电容所积累的电荷放净。可由式(2)估算。
(2)
---式中，f为开关频率。---如果缓冲电路电阻过小，会使电流波动，MOSFET开通时的漏极电流初始值将会增大，因此，希望选取尽可能大屏蔽电感器的电阻，缓冲电阻上的功耗与其阻值无关，可由式(3)求出。
(3)
---式中，LS是缓冲电路的电感。
---经计算、匹配，选取图2所示的缓冲电路和参数。
控制器的设计
---控制器的设计主要包括硬件控制系统的设计和软件的实现，下面从这两方面加以阐述。
---● 转速闭环控制器的硬件设计
---(1)整流回路的设计
---直流电动机获得直流电源是通过整流电路来实现的，本系统采用RS507型单相桥式集成整流电路。由于桥式整流电路实现了全波整流电路，它将整流信号的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的插件电感器两倍，见式(4)。
(4)
(2)硬件整体回路的设计
---控制系统的硬件整体结构图如图3所示，可见强电和弱电的分离是通过TLP250来实现的，其PWM控制信号经过转速调节控制算法的解算之后，由TMS320LF2407的PWM口输出。经过TLP250光耦，放大、整形之后驱动功率MOSFET(IRF840)。输入电枢绕组的直流电压经过PWM斩波调制之后，形成所需的控制直流电差模电感压。正是通过TLP250来驱动功率器件的通断，将设计者的控制思想通过功率器件的通断来加以实现。
---NR24稳压器为TLP250提供24V的稳压电源，保证其工作正常。当然，PWM信号是通过软件运算通过TMS320LF2407器件来输出的，这里由于篇幅所限，读者可参考相应的书籍。
---● 转速闭环控制器的设计
---(1)直流PWM脉宽调制技术
---与传统的直流调速技术相比较，PWM(脉宽调制模压电感器技术)直流调速系统具有较大的优越性：主电路线路简单，需要的功率元件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较小；低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽；系统频带宽，快速响应性能好，动态抗干扰能力强；主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率高。
---本系统直流电动机回路采用门极可关断功率全控式电力电子器件MOSFET，改变其负载两端的直流平均电压的调制方法采用脉冲调宽的方式，即主开关通断的周期T保持不变，而每次通电时间t可变。实际上就是利用自关断器件来实现通断控制，将直流电源电压断续加到负载上，通过通、断的时间变化来改变负载电压平均值，亦称直流-直流变换器。
---(2)数字控制器的设计
---图4给出了转速数字控制器的结构。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接。这就是说，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制IRF840 MOSFET的触发装置，即TLP250输入的PWM的占空比。
---为了获得良好的静、动态性能，双闭环调速系统的两个调节器采用数字式PI调节器。计算如式(5)所示。
---u(k)=Kpe(k)+KlTsame(k)+ul(k-l) (5)
---其中，Tsam为采样周期。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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