一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路制造技术

本申请公开了一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路，包括控制芯片

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路


[0001]本申请涉及伺服电机
，特别是涉及一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路
。

技术介绍

[0002]随着工控行业的快速发展，工业机器人得到了越来与广泛的应用，伺服驱动器作为工业机器人的核心零部件，市场需求量越来越大
。
小型化
、
高功率密度
、
高效的伺服驱动器越来越得到市场的青睐
。
[0003]目前国际上对低压伺服驱动器主要采用的功率管以
MOSFET
为主，采用全桥驱动芯片驱动
MOSFET
，但因发热较高，因此在大功率应用下需要进行并联使用
。
随着氮化镓工艺越来越成熟，其高功率密度的优点广泛得到市场的认可
。
国际上多家公司也逐步推出使用氮化镓作为功率管的产品
。
[0004]相比于传统
MOSFET
芯片，氮化镓没有体二极管的反向恢复，从而大大减小死区时间和开关损耗，进而减小发热提高功率效率
。
但是正因为上述优点在较小的区域下功率密度从而对布局布线有很大挑战
。
设计过程中不可避免的会引入寄生参数
。
因此，由于在基于氮化镓模块的非隔离大电流驱动器回路中，驱动器功率侧有很高的
dv/dt
和
di/dt
，使得氮化镓功率器件对印刷电路板及功率回路的寄生参数更加敏感，会导致功率地和控制地之间会有很强的电位差造成驱动器误动作或者损坏的问题
。

技术实现思路

[0005]基于此，针对上述技术问题，提供一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路，以解决在大电流的情况下导致驱动器误动作或者损坏的问题
。
[0006]一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路，包括控制芯片
、
驱动芯片
、
功率电路
、
采样信号放大电路
、
电流采样电阻电路以及
PWM
滤波电路；
[0007]所述
PWM
滤波电路包括上桥臂
PWM
滤波电路和下桥臂
PWM
滤波电路；
[0008]所述控制芯片的高侧
PWM
控制输出信号端通过所述上桥臂
PWM
滤波电路连接驱动芯片的高侧控制信号输入端
HI
，低侧
PWM
控制输出信号端通过所述下桥臂
PWM
滤波电路连接驱动芯片的低侧控制信号输入端
LI
，所述上桥臂
PWM
滤波电路和下桥臂
PWM
滤波电路的一输出端分别接信号地
SGND
；
[0009]所述功率电路包括上桥臂功率电路和下桥臂功率电路；所述上桥臂功率电路包括上桥臂氮化镓功率芯片
U1
和驱动电阻
R5
，所述下桥臂功率电路包括下桥臂氮化镓功率芯片
U2
和驱动电阻
R6
；
[0010]所述驱动芯片的两个参考地平面
VSS
连接后接信号地
SGND
，其中一个参考地平面
VSS
连接下桥臂氮化镓芯片
U2
的源极，低侧驱动输出端
LO
通过驱动电阻
R6
连接下桥臂氮化镓功率芯片
U2
的栅极，高侧驱动输出端
HO
通过驱动电阻
R5
连接上桥臂氮化镓功率芯片
U1
的栅极，高侧驱动回流端
HS
直接连接上桥臂氮化镓功率芯片
U1
的源极；
[0011]所述下桥臂氮化镓芯片
U2
的源极通过所述电流采样电阻电路连接电流采样信号放大电路的输入端，所述采样信号放大电路的输出端连接所述控制芯片的模拟量输入端；所述控制芯片的一输出端接电源地
PGND
，所述电流采样电阻电路的一输出端接接电源地
PGND。
[0012]上述方案中，可选地，所述上桥臂
PWM
滤波电路包括：电阻
R1、
电阻
R2
以及电容
C1
，所述电阻
R1
的输入端连接所述驱动芯片的高侧
PWM
控制输出信号端，电阻
R1
一输出端连接所述驱动芯片的高侧控制信号输入端
HI
，在电阻
R1
的输出端与驱动芯片的高侧控制信号输入端
HI
之间的结点引出第一支路和第二支路，第一支路串联电阻
R2
后接信号地
SGND
，第二支路串联电容
C1
接信号地
SGND
；
[0013]所述下桥臂
PWM
滤波电路包括：电阻
R3、
电阻
R4
以及电容
C2
，所述电阻
R3
的输入端连接所述驱动芯片的低侧
PWM
控制输出信号端，电阻
R3
一输出端连接所述驱动芯片的低侧控制信号输入端
LI
，在电阻
R3
的输出端与驱动芯片的低侧控制信号输入端
LI
之间的结点引出第一支路和第二支路，第一支路串联电阻
R4
后接信号地
SGND
，第二支路串联电容
C2
接信号地
SGND。
[0014]上述方案中，进一步可选地，使所述
PWM
滤波电路和所述功率电路中的所有电容和电阻大小为预设参数，用于消除不同地面产生的电位差产生的干扰
。
[0015]上述方案中，进一步可选地，电阻
R1
和电阻
R3
的值为
51
Ω
、
电阻
R2
和电阻
R4
的值为
10k
Ω
、
电阻
R5
和
R6
的值为
5.1
Ω
、
电容
C1
和电容
C2
的值为
4.7nF。
[0016]上述方案中，可选地，所述上桥臂功率电路和下桥臂功率电路共同构成全桥逆变拓扑结构，用于产生互为
120
°
三相正弦波形以驱动电机
。
[0017]本申请至少具有以下有益效果：
[0018]本申请通过将驱动芯片的
VSS
级与氮化镓芯片的源极紧密相连，控制芯片和驱动芯片之间通过
PWM
滤波电路连接，同时控制
PWM<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氮化镓驱动器的抗干扰功率回路，包括控制芯片
、
驱动芯片
、
功率电路
、
采样信号放大电路以及电流采样电阻电路，其特征在于，还包括：
PWM
滤波电路；所述
PWM
滤波电路包括上桥臂
PWM
滤波电路和下桥臂
PWM
滤波电路；所述控制芯片的高侧
PWM
控制输出信号端通过所述上桥臂
PWM
滤波电路连接驱动芯片的高侧控制信号输入端
HI
，低侧
PWM
控制输出信号端通过所述下桥臂
PWM
滤波电路连接驱动芯片的低侧控制信号输入端
LI
，所述上桥臂
PWM
滤波电路和下桥臂
PWM
滤波电路的一输出端分别接信号地
SGND
；所述功率电路包括上桥臂功率电路和下桥臂功率电路；所述上桥臂功率电路包括上桥臂氮化镓功率芯片
U1
和驱动电阻
R5
，所述下桥臂功率电路包括下桥臂氮化镓功率芯片
U2
和驱动电阻
R6
；所述驱动芯片的两个参考地平面
VSS
连接后接信号地
SGND
，其中一个参考地平面
VSS
连接下桥臂氮化镓芯片
U2
的源极，低侧驱动输出端
LO
通过驱动电阻
R6
连接下桥臂氮化镓功率芯片
U2
的栅极，高侧驱动输出端
HO
通过驱动电阻
R5
连接上桥臂氮化镓功率芯片
U1
的栅极，高侧驱动回流端
HS
直接连接上桥臂氮化镓功率芯片
U1
的源极；所述下桥臂氮化镓芯片
U2
的源极通过所述电流采样电阻电路连接电流采样信号放大电路的输入端，所述采样信号放大电路的输出端连接所述控制芯片的模拟量输入端；所述控制芯片的一输出端接电源地
PGND
，所述电流采样电阻电路的一输出端接接电源地
PGND。2.
根据权利要求1所述的氮化镓驱动器的抗干扰功率回路，其特征在于，所述上桥臂
PWM
滤波电路包括：电阻
R1、
电阻
R2
以及电容
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕海，刘波，汤小平，
申请(专利权)人：芜湖清能德创电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：