本帖最后由 ckevin 于 2023-11-24 13:27 编辑
#申请原创# 最近收到了极海的最新的预驱芯片GHD3440，跟我以前产品方案上的预驱引脚完全兼容,直接替换后完全电机完美运行~废话不多说，接下来给大家分享一下这款芯片的应用。1.芯片描述： GHD3440是一个三相中压高速栅极驱动IC，为采用双N沟道VDMOS功率管或IGBT构成的桥式电路而设计，可用于直流无刷、直流有刷电机等应用方案。它的内嵌最小死区时间为250ns，当内嵌死区时间小于单片机输出信号死区时间时，实际死区时间为单片机设置的死区时间。内嵌VCC、VBS欠压保护功能可以防止系统在低驱动电压开启外部功率管。通过输入信号控制高侧驱动电路输出和低侧驱动电路输出。 特征： （1）电源电压工作范围：5~20V （2）悬浮偏移电压：+200V （3）内嵌最小死区时间：250ns （4）内嵌VCC、VBS欠压保护 （5）内嵌直通防止功能 （6）内嵌下拉电阻 （7）匹配高低端通道 （8）可高峰值电流输出 （9）输入与输出同相 （10）兼容3.3V/5V输入 （11）峰值输入电流1.3A@15V，3.3nF负载下降时间40ns （12）峰值输出电流1.0A@15V，3.3nF负载上升时间65ns
2.引脚分布与系统框图
系统框图如下：
3.硬件设计：
3.1 典型应用电路
3.2 推荐参数
3.3 自举电容的选取
（1）自举电容CBS放电：为栅极驱动高侧功率管Q1及高侧电路供电。 （2）自举电容CBS充电：开启低侧功率管Q2，由电源VCC经自举二极管DBS及限流电阻RBS进行充电。 （3）自举电容过大：影响系统上电时自举电容充电速率，易触发外设过流保护，但VBS纹波小 （4）自举电容过小：限制选择功率管输入电容及上管导通最大占空比，且VBS纹波大 注：实际应用时，建议观察启动和运行时VBS两端的波形来确定自举电容值以及自举限流电阻值和启动时采用多个脉冲为自举电容完成充电。所以选择合适的自举限流电阻值以及自举电容值可调整自举上电速度以及VBS纹波大小。
3.4栅极驱动电路
（1）功率管关断：VBS电压及栅极驱动电阻RGOFF控制关断速度。 （2）功率管导通：VBS电压及栅极驱动电阻RGON控制导通速度。 （3）栅极驱动电阻过大：开关速度慢，增加开关损耗，功率管发热量大。 （4）栅极驱动电阻过小：开关速度快，地弹噪声重，系统EMI超标。 注：实际应用时，建议观察功率管栅极和VS的波形来确定驱动电阻值以及利用二极管单向导电性区分导通和关断能力。所以选择合适的栅极驱动电阻RGOFF和RGON可调整功率管的导通和关断速度。
3.5 部分应用原理图：
3.6 PCB布线布局建议：
（1）栅极驱动 VS 电压比 COM 低会引起芯片失效，想要减小寄生电感引起的负压，该路径就需要走线粗且短。 （2）输入滤波 RC 靠近输入信号端口，提高滤波效果。 （3）缓冲电容 CS 靠近功率管，另一端与采样电阻 RS 共同接地以抑制浪涌且不影响检测电流信号。 （4）储能滤波电容 C1 与 VCC、COM 构成电源回路，C1 靠近 VCC、COM引脚，需要保证回路面积小且走线短。 （5）板上所有栅极驱动的 COM 与接地脚使用星形接法降低信号相互干扰（6）自举电容 CBS 与 VB、VS 构成电源回路，CBS 靠近 VB/VS 引脚，需要保证回路面积小且走线短。 （7）采样电阻走线粗且短，需要靠近功率管 S 端，采样信号滤波电容需靠近信号检测端。 （8）功率管的大电流回路面积小，走线粗且短，减小寄生电感 di/dt 引起的电压尖峰。
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极海GHD3440预驱芯片的替换过程记录，描述了芯片的介绍和使用注意事项。具有一定借鉴参考意义。