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一种基于PWM控制的H桥功率驱动器的设计
资料介绍
本文主要阐述了一种基于PWM控制、应用于直流及步进电机驱动的H桥功率驱动器的电路设计。作为一种典型的智能功率集成电路（SPc电路），该电路采用的是先进的BCD工艺，主要性能指标为：供电电压35V、连续输出电流2A、输出开态导通电阻0.39。智能功率集成电路（SPc）的出现对提高系统的可靠性，降低其成本、重量和体积，实现汽车、工业、通讯等领域中系统的小型化、智能化有着重要的意义
本文首先从系统的角度出发，对电路进行总体设计确定了电路的功能模块及模块之间的功能衔接。接着，根据项目的性能指标要求，详细设计并分析了本电路中的电荷泵电路、自举电路、过温保护电路、电流取样电路四个功能模块及PWM速度反馈控制应用电路，这是本文的重点所在，其中的电荷泵上升时间数学归纳分析法、自举电路上升时间微分分析法和双稳态过温保护电路是本文的创新点。最后，本文在厂方提供的模型基础上利用EDA软件对各个子电路及整体电路进行了仿真，确保设计的电路能满足性能指标要求，并给出了仿真结果作者对电荷泵的上升时间采用数学归纳法得出其计算公式，并根据电荷泵上升时间的性能指标要求确定了最小的内部集成电荷泵电容；为获得最短的自举电路上升时间，本文采用了微分分析法，具体是先列出微分方程组描述正反馈的上升过程，然后求解该方程组得出上升时间的表达式，再基于该表达式的二阶导数分析单调性，确定了外接自举电容的大小，最终得出该段上升时间为681ns，本文提出了一种双稳态过温保护电路，利用双稳态概念引入正反产生滞回，并且大大提高两个稳态之间的转换速度，设计后得出的过温保护电路分别在145℃和170℃产生报警和关断信号，转换速度在2℃以内（比传统过温保护电路提高了三倍以上），并有10℃的滞回量。
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