LX7720是一款經(jīng)過輻射強化設(shè)計的航天器電機驅(qū)動器。它是空間FPGA的配套IC，例如Microchip的RTG4 FPGA和RT PolarFire? FPGA，或空間微控制器（MCU），例如Microchip的SAMRH71F20或SAMV71Q21RT。集成的電流檢測、旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器和霍爾編碼器接口減少了電路板空間和重量，同時提高了使用線圈電流反饋和轉(zhuǎn)子位置傳感的閉環(huán)電機控制器的可靠性。

LX7720包含1個帶浮動電流檢測的半橋驅(qū)動器，用于電機線圈驅(qū)動，7720個用于檢測霍爾效應(yīng)傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器的雙電平輸入（比較器），以及一個完整的旋變器/LVDT接口，帶初級線圈驅(qū)動器和次級信號調(diào)理。圖<>顯示了使用LX<>的典型電機驅(qū)動系統(tǒng)的頂層框圖，并說明了在一個IC中集成閉環(huán)電機驅(qū)動器的所有混合信號電子器件的好處。

這是LX7720電機驅(qū)動器和電流檢測電路的八部分系列中的第一部分，從FET驅(qū)動器和電流檢測級內(nèi)的模塊理論開始，然后選擇外部元件，最后是無刷直流、雙極和單極步進電機的實際實現(xiàn)。該系列各部分的主題如下：

第一篇文章介紹了半橋電機驅(qū)動器級和高邊NFET電荷泵。

半橋電機驅(qū)動器級

LX7720包含四個半橋驅(qū)動器級。半橋級的基本原理如下圖1所示，省略了電流檢測電路。VGS 電源軌是外部供電的 10V 至 18V 柵極驅(qū)動電源，直接用于驅(qū)動較低的 NFET。下部驅(qū)動 （LD） 柵極驅(qū)動輸出在 VGS 和電機接地之間擺幅。

下部和上部驅(qū)動器是獨立的，盡管它們通常一起使用以形成半橋。如果使用LX7720驅(qū)動三相電機，則只需要三個半橋。其余半橋可用作獨立的高邊電源開關(guān)和獨立的低邊電源開關(guān)。

上部外部FET也是一個NFET，因此每個驅(qū)動器都會為上部NFET的柵極驅(qū)動器產(chǎn)生一個浮動高端電源VFLT。上部驅(qū)動（UD）柵極輸出在VFLT和SW之間擺動，SW連接到上部NFET的源（也是功率級的輸出）。VFLT 需要跟隨軟件上的電壓從地（當(dāng)上部 NFET 關(guān)閉時）擺動到 VMPS 電機電源上方（上部 NFET 完全開啟）。

VFLT有兩種方式提供。首先，只要SW接地，電容CVFLT就會充電至VGS。當(dāng)上部 NFET 關(guān)閉時，如果上部 NFET 單獨用作高端開關(guān)，則電流流過負載。在半橋的情況下，電流流過負載或底部 NFET（打開時）。如果將上部驅(qū)動器用作獨立的高邊電源開關(guān)，則接地的外部負載為CVFLT提供充電路徑。外部 1W 電阻將峰值充電電流限制在 CVFLT 中，CVFLT 通常是低 ESR 片式陶瓷元件。外部二極管與所示的內(nèi)部二極管并聯(lián)，使峰值充電電流保持在片外。

當(dāng)UD柵極驅(qū)動輸出變?yōu)楦唠娖綍r，CVFLT電容在上部NFET的導(dǎo)通轉(zhuǎn)換期間保持VFLT。圖2所示，電荷泵產(chǎn)生一個高壓端VBOOST，其電壓略低于高于電機電源VMPS的VGS伏特。VBOOST用于在上NFET導(dǎo)通時間內(nèi)恢復(fù)CVFLT上的電壓。

LX7720半橋電機驅(qū)動器級已經(jīng)介紹，您現(xiàn)在應(yīng)該了解用于高邊NFET驅(qū)動器的電荷泵方法。本系列的下一篇文章將討論使用標準柵極電壓和低柵極電壓NFET的實用半橋驅(qū)動器級。

審核編輯：郭婷