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HJ4301集成栅驱动三相MOSFET桥脉冲驱动器

HJ4301集成栅驱动三相MOSFET桥脉冲驱动器

一、概述HJ4301是一种三相MOSFET桥脉冲驱动器,采用混合集成电路工艺技术,由智能的集成栅驱动控制和保护电路以及三相MOSFET桥组成,具有75V电机电源电压和29A电流输出能力。具有全面的保护功能,包括欠压锁定保护、交叉导通控制和用于消除对通的可编程死区控制电路。另外使能控制可以关断桥输出。该器件采用电气隔离的金属全密封封装,具有很低的热阻,允许直接地安装在散热器上,不需要绝缘垫。该器件可
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产品描述

 

 

一、概述

HJ4301是一种三相MOSFET桥脉冲驱动器,采用混合集成电路工艺技术,由智能的集成栅驱动控制和保护电路以及三相MOSFET桥组成,具有75V 电机电源电压和29A电流输出能力。具有全面的保护功能,包括欠压锁定保护、交叉导通控制和用于消除对通的可编程死区控制电路。另外使能控制可以关断桥输出。该器件采用电气隔离的金属全密封封装,具有很低的热阻,允许直接地安装在散热器上,不需要绝缘垫。该器件可广泛应用于三相无刷直流电机伺服控制、舵机动作控制、方向驾驶仪控制、三相交流电机感应马达控制和高压交流压缩机控制等场合。插拔式替代MSK4301器件主要特点有:

29A电流输出能力                          75V 电机电源电压

100%占空比高端导通能力                   适合DC100kHzPWM信号

对通和交叉导通保护                        欠压锁定保护

可编程死区时间控制                        桥关断使能低有效  

                               

二、电原理框图

三、封装形式及引出端功能

1HJ4301采用BB483-20A金属全密封双列封装, 外形尺寸见附录一图13

  

2.引出端功能

 

引脚号

符号

功能说明

引脚号

符号

功能说明

1

B相高端输入

11

RSENSE

输出电流采样电阻

2

  BL

B相低端输入

12

RSENSE

输出电流采样电阻

3

  AL

A相低端输入

13

C

C相输出

4

A相高端输入

14

C

C相输出

5

死区宽度控制电阻端

15

B

B相输出

6

V BIAS                 =

栅驱动正电源

16

  B

B相输出

7

使能端

17

V+

电机电源

8

CL

C相低端输入

18

V+

电机电源

9

C相高端输入

19

A

A相输出

10

GND

20

A

A相输出

 

四、绝对最大额定值

高压电源电压 V+               75V       工作壳温TC                     -55125

删驱动电源 VBIAS               16V       最高工作结温TJ               150

逻辑输入电压VIND    0.3VBIAS+0.3V       贮存温度 TST            -65165

连续输出电流 IOUT              29A        引线焊接温度TLD (10s)       +300

峰值电流  IPK                  41A               

 

五、电特性(除非另有说明,TA=25)

 

参数名称

符号

测试条件

规范值

单位

最小值

典型值

最大值

栅驱动静态电流

IBQ

 

 

2.5

8

mA

 

栅驱动工作电流

IBS

f=25kHz,50%占空比

 

20

25

mA

 

欠压保护阈值(下降)

VTF

 

5.75

6.6

7.5

V

欠压保护阈值(上升)

 

VTR

 

6.1

7.1

8.0

V

低电平输入电­*

VIL

 

 

 

0.8

V

高电平输入电压*

VIH

 

2.7

 

 

V

低电平输入电流*

IIL

VIN=0V

60

100

135

μA

高电平输入电流*

IIH

VIN=5V

-1

 

+1

μA

漏源击穿电压*

BVDSS

ID =25μA

75

 

 

V

漏源截止漏电流*

ID(off)

VDS=75V

 

 

100

μA

漏源导通电阻

RON

ID =29A

 

 

0.1

Ω

上升时间*

tr

 

 

120

 

ns

下降时间*

tf

 

 

81

 

ns

注)*设计保证

 

 

六、典型应用

 

七、应用注意事项

 1ALBLCL是低端逻辑数字输入,三个输入控制三个低端桥晶体管,若高端输入为低电平时,则桥的低端和高端都受低端输入控制。 为使能端,使所有输出为低电平。驱动这些输入的逻辑电平可以高达15V,但不能超过VBIAS。当输入端没有逻辑信号驱动时,内部对VBIAS上拉电阻将维持每个输入端为高电平。

2 是高端逻辑数字输入,三个输入控制三个高端桥晶体管,除非 端接地而死区消失外,每相低端输入将覆盖相对应的高端输入(覆盖是指某时刻高端信号和低端信号同时加至输入端时,低端信号起主导作用)。

3 是输出桥高端晶体管和低端晶体管之间的死区时间控制端。改变 端和VBIAS端之间的外接电阻,就可以获得不同的死区时间。内部已有100kΩ上拉电阻,外接电阻使死区时间减小。 直接接地,所有死区就会消失。这时必须保证死区由驱动输入的逻辑电路产生,否则发生对通将导致桥损坏。  

4.电源旁路电容

  V+是接到输出桥高端的电源。这个端必须对地按输出电流每安培不小于10μF接入旁路电容,推荐按输出电流每安培100μF接入旁路电容。高性能和高频旁路电容有利于抑制开关噪声。

  VBIASHJ4301栅驱动电路电源,对地接入至少22μF旁路电容和一个0.1μF高频陶瓷电容,0.1μF高频陶瓷电容有利于改善栅驱动器所需的高频电流脉冲特性。

5GND端是VBIAS电源的返回端,GND端与输出桥的低端MOSFET的底部返回线或敏感电阻下端连接。栅驱动电流必须通过这个端返回,连线应最短。所有的地都将以星状的形式集中到桥的低端或敏感电阻的下端,消除地环路的作用。特别要保证GND端至星形集中点这段路径没有大的开关电流。

6.电源滤波器电容

 电机电源滤波电容的大小和布局对整个系统的噪声滤波有影响。可以利用功率电路的引线电感(每英寸约30nH)、滤波电容器和所有电阻(导带电阻和电容器ESR)形成一个串联的RLC谐振滤波电路。假如电机跨接在电源上,则电压尖峰来自于反电势。系统设计时必须注意这些问题。第一个电容器应选

 

用高质量和低ESR的电容器,在设计布板时尽可能的靠近混合电路,第二个电容器接在后面,其容量是第一个电容器510倍,而且有同样的ESR,所增加的电阻可衰减尖峰电压。注意电容器中的浪涌
电流,超过电容器额定值的浪涌电流会损坏电容器。

7首次加电

HJ4301首次加电时,下面注意事项是非常重要的。因为小尺寸的桥内部没有短路保护功能,短路将使桥损坏。所以必须在桥的外边增加所需的短路保护电路,限制电源电压V+和流入桥的电流。并能对发生的短路或对通电流实施监控。如果在每个开关周期开始时有一个大的尖峰电流,桥就有可能发生对通,此时可加大 电阻,延长死区时间阻止对通。

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