电动汽车系统中的其他电机控制（第 2 部分）

在本文的第一部分中， 我们刚刚讨论了 EV 辅助电机系统。

其中大部分是低压和中低电流三相无刷直流电机，只要具备适当的专业知识，它们就可以在没有机械转子磁性位置传感器（无传感器）的情况下进行控制。这些三相电机由三相逆变器供电，该逆变器通过三个并联支路将直流电压切换到地。电机的每一相都连接到支路的中点，允许电流流过 Vdc 和地之间的一个相。

用于为逆变器系统中三相电机的每一相供电的组件是 MOSFET。如下图 1 所示，六个 MOSFET 以图腾柱方式排列，创建三个半桥以将每个线圈切换到直流电压和接地。 

图 1：具有外部 FET 的集成三相栅极驱动器 (DRV8305) 

与低压 MOSFET 不同，高压/电流 FET 不能直接由微控制器 (MCU) 驱动。由于高阈值电压和大量寄生于 FET 的电容（通常 >100pF。），必须使用驱动器 IC 来驱动 FET 的栅极（通常称为栅极驱动器）。现代栅极驱动器（1kW 三相电机系统）集成了许多对整个系统的可靠性和性能很重要的功能。这些关键特性基于保护、可配置性、材料构建/电路板尺寸减小和电机控制性能。DRV8305-Q1在这些特性中的每一个方面都是同类产品中的佼佼者。

由于 MOSFET 是为三相供电的关键组件，因此它们是最需要保护的。

该DRV8305-Q1提供整个系统保护的多个层由具有集成VDS和VGS监控外部FET的，在芯片上的热测量，三个集成的电流分流放大器监测通过FET的电流流动，MCU看门狗，电源监视欠压和过压以及智能栅极驱动击穿保护。

在每个级别的性能之外，智能门驱动这是 DRV8305-Q1 区别于其他栅极驱动器的地方。它通过允许用户设置最小死区时间（高侧和低侧开关打开之间的时间）并通过实施强大的栅极下拉来防止 dv/dt 传导，提供了三个级别的 MOSFET 交叉传导或击穿保护。有关智能栅极驱动器的更多详细信息，请阅读我们的应用说明“了解 TI 电机栅极驱动器中的 IDRIVE 和 TDRIVE”。

DRV8305-Q1器件是一种用于三相电机驱动应用的门驱动IC。该器件提供了三个高精度半桥驱动器，每个驱动器能够驱动高侧和低侧n沟道MOSFET。充电泵驱动器支持100%占空比和低压运行冷曲柄的情况。器件满足AEC-Q100标准，4.4-V 到45-V工作电压，栅极峰值电流1.25A和1A，工作温度–40℃到150℃，主要用在三相BLDC和PMSM马达，汽车油泵和水泵，风扇和鼓风电动机。

DRV8305-Q1器件包括三个双向电流分流放大器，用于精确的低侧电流测量，支持可变增益设置和可调偏移参考。

DRV8305-Q1器件具有集成稳压器，支持MCU或其他系统电源需求。电压调节器可以直接与LIN物理接口接口，以允许低系统待机和睡眠电流。

栅极驱动器使用自动握手开关时，以防止电流击穿。高侧和低侧mosfet的VDS都被精确地感知，以保护外部mosfet从过流条件。SPI提供详细的故障报告，诊断，和设备配置，如增益选项的电流分流放大器，单独的MOSFET过电流检测，和门驱动的旋转速率控制。

除了保护之外，DRV8305-Q1 还集成了许多高性能特性，这些特性将消除典型 BOM 上的许多器件和材料。第一个是通过串行外设接口 (SPI) 进行的可配置性和诊断通信。当出现故障时，上面提到的每一种故障机制都会在SPI端口上报告。SPI 端口还可用于编程或配置许多功能。一个关键特性是栅极驱动电流，无需在 MOSFET 的栅极上使用电阻器。它可以对低至 10mA 和高达 1.25A 的电流进行编程，允许用户调整以获得最佳栅极驱动和 EMI 性能。其他可编程的关键特性是电流检测放大器的增益、偏置和消隐时间。

最后，DRV8305-Q1 通过辅助从简单梯形到正弦 FOC 的每种控制算法和方法，在提高电机性能方面非常出色。这是通过单通道、三通道或 6 通道脉宽调制 (PWM) 选项和高性能分流放大器实现的。为了帮助 FOC，每个分流放大器都必须能够快速准确地测量每个相腿中的电流。DRV8305-Q1 通过 SPI 端口提供电流检测放大器校准，以最大限度地减少与失调电压相关的不准确度。