摘 要：介绍了功率器件驱动模块tlp250的结构和使用方法，给出了其与功率mosfet和dsp控制器接口的硬件电路图。在阐述irf840功率mosfet的开关特性的基础上，设计了吸收回路。最后结合直流斩波调速技术，设计了基于tms320lf2407 dsp的直流电动机全数字闭环调速系统，并给出了实验结果。
关键词：tlp250；irf840 mosfet；吸收回路；直流斩波；dsp

引言
---功率集成电路驱动模块是微电子技术和电力电子技术相结合的产物，其基本功能是使动力和信息合一，成为机和电的关键接口。快速电力电子器件mosfet的出现，为斩波频率的提高创造了条件，提高斩波频率可以减少低频谐波分量，降低对滤波元器件的要求，减少了体积和重量。采用自关断器件，省去了换流回路，又可提高斩波器的频率。
---直流电动机的励磁回路和电枢回路电流的自动调节常常采用功率mosfet。功率mosfet是一种多子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点。目前，功率mosfet的指标达到耐压600v、电流70a、工作频率100khz的水平，在开关电源、办公设备、中小功率电机调速中得到广泛的应用，使功率变换装置实现高效率和小型化。
---因为主电路电压均为高电压、大电流情况，而控制单元为弱电电路，所以它们之间必须采取光电隔离措施，以提高系统抗干扰措施，可采用带光电隔离的mosfet驱动芯片tlp250。光耦tlp250是一种可直接驱动小功率mosfet和igbt的功率型光耦，由日本东芝公司生产，其最大驱动能力达1.5a。选用tlp250光耦既保证了功率驱动电路与pwm脉宽调制电路的可靠隔离，又具备了直接驱动mosfet的能力，使驱动电路特别简单。

tlp250的结构及驱动电路的设计
---功率mosfet驱动的难点主要体现在功率器件的特性、吸收回路和栅极驱动等方面，下面首先介绍tlp250的结构和引脚使用方法，然后分别介绍以上各项。
● tlp250功率器件
---东芝公司的专用集成功率驱动模块tlp250包含一个gaa1as光发射二极管和一个集成光探测器，是8脚双列封装，适合于igbt或功率mosfet栅极驱动电路。tlp250的管脚如图1所示，管脚接线方法如表1所示。
---tlp250驱动主要具备以下特征：输入阈值电流if=5ma(max)；电源电流icc=11ma(max)；电源电压(vcc)=10～35v；输出电流io=±0.5a(min)；开关时间tplh/tphl=0.5μs(max)。
---基于tms320lf2407 dsp、tlp250、irf840 mosfet栅极驱动电路的直流调速系统的基本结构如图1所示，如何对功率器件irf840进行驱动是至关重要的，必须首先对此问题加以解决，然后才能在此基础上对控制器进行设计。
● 功率mosfet的开关特性
---irf840 mosfet电力场效应晶体管在导通时只有一种极性的载流子(多数载流子)参与导电，是单极型晶体管。电力场效应晶体管是用栅极电压来控制漏极电流的，因此它的一个显著特点是驱动电路简单，驱动功率小。其第二个显著特点是开关速度快，工作频率高，电力mosfet的工作频率在下降时间主要由输入回路时间常数决定。
---mosfet的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系。使用者虽然无法降低cin的值，但可以降低栅极驱动回路信号源内阻rs的值，从而减小栅极回路的充放电时间常数，加快开关速度。
---irf 840为单极型器件，没有少数载流子的存储效应，输入阻抗高，因而开关速度可以提高，驱动功率小，电路简单。但是，功率mosfet的极间电容较大，因而工作速度和驱动源内阻抗有关。和gtr相似，功率mosfet的栅极驱动也需要考虑保护、隔离等问题。
● 吸收回路的设计
---栅极驱动电路是励磁回路和控制电路之间的接口，是励磁回路控制装置的重要环节，对整个控制性能有很大的影响。采用性能良好的吸收电路，可使功率mosfet工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减少开关损耗，对装置的运行效率、可靠性、安全性都有重要的意义。另外，许多保护环节设在驱动电路或通过驱动电路来实现，也使得驱动电路的设计更为重要。
---电力mosfet是电压控制型器件，静态时几乎不需要输入电流，但由于栅极输入电容cin的存在，在开通和关断过程中仍需要一定的驱动电流来给输入电容充放电。栅极电压ug的上升时间tr和采用放电阻止型缓冲电路，其缓冲电路电容cs可由式(1)求得。
(1)
---式中，l为主回路杂散电感；i0为igbt关断时的漏极电流；vcep为缓冲电容cs的电压稳态值；ed为直流电源电压。缓冲电路电阻rs的选择是按希望mosfet在