功率控制電路是電機控制的核心，由6個場效應管（MOSFET）及驅動電路構成三相橋式功率變換電路。此電路的實現，一般有以下3種拓撲結構可以選擇：

6個MOS管均為N溝道MOS管，驅動電路由專用驅動IC或分立元件搭建。上橋臂通過自舉升壓電路驅動或獨立電源驅動。

優點：由于N-MOS管耐壓及功率可選范圍均很寬，這種結構的電路可以適用各種功率及各種電壓電路。

缺點：上橋臂驅動電路比較復雜。如果采用自舉升壓方式驅動，則PWM占空比不能達到100%，即電機不能達到滿功率運行。

上橋臂選用P溝道MOS，下橋臂選用N溝道MOS，驅動電路由專用驅動IC或分立元件搭建。

優點：上橋臂采用P-MOS后，不需采用特別的方式去驅動，電路比較簡單；PWM占空比能達到100%。

缺點：由于制造工藝原因，P-MOS價格相對較高，一般電流在100A、耐壓100V以內。

所以，這種結構比較適合于低壓、小功率（幾百瓦）的應用。

選用智能功率模塊（IPM模塊）。模塊一般集成了６個功率、驅動電路及保護電路。上橋臂一般通過內置的自舉升壓電路驅動。

優點：由于采用了集成工藝，具有完善的保護，可靠性很高。

缺點：成本較高。一般也是采用自舉升壓方式驅動，PWM占空比不能達到100%。

所以，這種結構比較適合于高壓、大功率的應用。

根據系統要求及上述三種方式比較可知，本控制器屬于中高壓中等功率的應用，最適合選用第1種電路拓撲結構。即上橋臂選用N溝道MOS，下橋臂也選用N溝道MOS，驅動電路由專門的預驅動芯片控制。功率部分的設計的電路如下：

從圖中可以看出，A相的驅動與功率電路主要由上橋的N-MOS管（Q5）及驅動電路、下橋的N-MOS管Q6及驅動電路組成。下面將對上、下橋電路分別進行詳細分析。

1. 下橋驅動電路分析

從驅動原理上講，下橋驅動電路相對比較簡單，所以就先對它進行分析。

下橋的功率管Q6使用的是75NF75，它是一款采用先進結工藝技術生產的增強型N溝道MOSFET功率管。基本規格：D2PACK封裝，75V、80A ，典型的導通電阻RON=9.5mΩ（@VGS=10V）。

再由N-MOS的基本特性并結合75NF75的特性可知，要使Q6開通，必須要在其柵極（G）和源極（S）上加10V~15V的電壓（即要滿足VGS=10V~15V），并且此電壓源能提供一定的功率驅動能力。對于下橋電路，源極（S）的電壓約為0V，所以只需在柵極（G）上加10V~15V的電壓，即可滿足VGS=10V~15V的條件。而要使V1A關斷，只需在柵極（G）上加0V的電壓。

而MCU（CW32L011）的I/O口出來的電平最高只有5V TTL電平，所以需要額外使用與驅動芯片及周邊電路，組成一個電平轉換電路，把下橋臂的控制信號(LIN1)的0~5V轉換成約0V~15V變化的電平LO1，以驅動V1A快速的開通及關斷（上橋臂同理）。

預驅動電路設計如圖,使用經典的FD6288T：

FD6288T內部框圖(單相)：

FD6288T的典型應用電路：

2.上橋驅動電路分析

粗看FD6288T的上橋的驅動電路復雜于下橋驅動電路。

在上面分析了N-MOS的開通條件：要使V0A開通，其柵極G的電壓必須比源極S高出10V以上才能保證完全導通（即要滿足VGS=10V~15V），并且此電壓源能提供一定的功率驅動能力。

對于下橋臂，源極S可以認為是接在地端，這條件就很好滿足。但是，對于上橋臂，會發現，Q5的源極S是接在A相線上的。

假設，Q5開通，則源極S的電壓約等于母線電壓P+。如果使用24V供電，則P+=24V，即柵極G的電壓最小必須滿足24 V+10 V=34V，才能維持Q5的穩定導通。但怎樣獲得比電源電壓還高的驅動電壓呢？一般情況可以通過變壓器耦合驅動信號，電荷泵升壓提供高壓等方法。而在這里，則采用了一種叫做“高壓浮柵型驅動電路”（也有稱之為自舉升壓電路）來驅動上橋。

先看一下C10的接法，這是整個驅動的關鍵所在。C10的正極通過二極管D10 接到+12V電源（實際在10~15V左右），負極很奇怪地接到電機的A相位線（A Phase），與它所驅動的MOSFET Q5的源極接在一起。

電路的工作過程如下：

在電機不動的情況下，通過程序控制，先打開下橋臂MOS管Q6，讓C10通過二極管D10、Q6進行預充電。

當上橋臂的控制信號(At)為高電平時，電容C10上的電壓（約12V）經過VB1加到Q5的柵極，使Q5導通。而此時由于C10充滿電，C10上的電壓仍然是12V，所以可以維持Q5的導通并使其柵極的電壓始終保持高于電源電壓P+。這樣Q5的柵極就好像隨著源極電壓浮動而浮動，所以叫做“浮柵驅動”。電容C10亦稱為自舉電容。Q5靠C10兩端的電壓來維持導通。

當上橋臂的控制信號(HO1)為低電平時，為Q5的柵極提供放電回路，從而使V0A很快關閉。

當Q5關閉后，由于下管Q6的體二極管續流或負載的作用，使得A Phase電壓下降接近0V，從而使C10經過+12V→D10→C10→GND回路充電，為下一次導通做好準備。

從上面的過程可以看出，電容C10的充電量應該是越大越好。但電容大了，可能二極管來不及給電容充滿電；電容小了，又不能保證導通時間，所以這種驅動不能使Q5長時間維持在導通狀態，這也是為什么PWM信號要耦合到上橋的一個原因。

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審核編輯 黃宇