全桥驱动电路的隔离设计方案

简介：
本文探讨了全桥驱动电路中的隔离设计方法，旨在提高电力电子设备的工作效率与安全性，详细分析了几种常见的隔离技术及其应用。 本电路采用高功率开关MOSFET组成的H电桥，并由低压逻辑信号进行控制（如图1所示）。它为低电平逻辑信号与高功率电桥提供了一个便捷的接口，同时在控制侧与电源侧之间提供了隔离功能。此电路适用于电机控制、带嵌入式控制接口的电源转换器、照明设备、音频放大器以及不间断电源(UPS)等多种应用场景。 现代微处理器和微控制器通常采用低功耗设计，并以较低电压运行。2.5V CMOS逻辑输出的源电流与吸电流范围在μA至mA之间。为了驱动一个12V切换且峰值电流为4A的H电桥，需要精心挑选接口及电平转换器件，尤其是在要求最小抖动的情况下。 ADG787是一款低压CMOS设备，包含两个独立可选的单刀双掷(SPDT)开关。在使用5V直流电源时，有效的高输入逻辑电压可以低至2V。因此，该设备能够将2.5V控制信号转换为驱动半桥驱动器所需的5V逻辑电平。 ADuM7234是一款采用ADI公司iCoupler技术的隔离式半桥栅极驱动器，提供独立且隔离的高端与低端输出，适用于H电桥中使用N沟道MOSFET。选用N沟道MOSFET具有多种优势：其导通电阻通常仅为P沟道MOSFET的1/3；可承载更高的最大电流；切换速度更快，从而降低功耗；上升时间和下降时间是对称的。 ADuM7234的最大驱动电流可达4A峰值，确保功率MOSFET能够快速接通和断开，使H电桥级能耗降至最低。在本电路中，H电桥最大驱动电流可达到85A，并受制于允许的最高MOSFET电流限制。 ADuC7061是一款低功耗、基于ARM7架构的精密模拟微控制器，集成脉宽调制(PWM)控制器，其输出经过适当的电平转换和调理后可以用来直接驱动H电桥。