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  •   ▌01 TPS28225 N-MOS驱动芯片 TPS28225 是TI公司给出的高速功率驱动芯片。它带有自适应的死区自适应...为了测量TSP28225的一些特性,使用手边大量的 IRF3710s MOS管作为半桥电路的驱动芯片。 ▲ IRF3710s ▲ TO

     

    01 TPS28225


    N-MOS驱动芯片 TPS28225 是TI公司给出的高速功率驱动芯片。它带有自适应的死区自适应控制。


    ▲ 典型应用电路

    ▲ 典型应用电路

     

    02 实验电路


    1.建立元器件库

    根据典型应用电路设计TPS28225的元器件库文件如下:

    ▲ 元器件元件图

    ▲ 元器件元件图

    2.设计实验电路板1

    (1)TPS28225电路板

    ▲ 实验电路板图

    ▲ 实验电路板图

    ▲ 快速制作PCB

    ▲ 快速制作PCB

    (2)半桥电路2

    为了测量TSP28225的一些特性,使用手边大量的 IRF3710s MOS管作为半桥电路的驱动芯片。

    ▲ IRF3710s

    ▲ IRF3710s

    ▲ TO-252 封装形式

    ▲ TO-252 封装形式

    错误: 制作PCB之后可以看到,TO-252 的封装不适合。需要重新修改。

    ▲ TO-252 封装形式

    ▲ TO-252 封装形式

    ▲ 实验电路图和PCB设计

    ▲ 实验电路图和PCB设计

    ▲ 设计的TO-252错误的封装形式

    ▲ 设计的TO-252错误的封装形式

    ▲ 修改后的实验电路板

    ▲ 修改后的实验电路板

     

    03 电路测试


    1.建立驱动板和半桥电路

    ▲ 电路板连接示意图

    ▲ 电路板连接示意图

    ▲ 连接驱动和MOS半桥电路板

    ▲ 连接驱动和MOS半桥电路板

    2.输入输出电压波形

    ▲ 输入输出波形

    ▲ 输入输出波形

    3. TPS28225工作电压

    测试TPS28225的不同的工作电压下,测试电路的输出波形。

    (1)4.0V

    ▲ TPS28225工作电压4.0V

    ▲ TPS28225工作电压4.0V

    (1)4.5V

    ▲ TPS28225工作电压4.5V

    ▲ TPS28225工作电压4.5V

    (3)5V

    ▲ TPS28225工作电压5.0V

    ▲ TPS28225工作电压5.0V

    4.输入信号电压范围

    输入信号电压从2.0V ~ 5.0V。

    ▲ 输入信号2.0V

    ▲ 输入信号2.0V

    ▲ 输入电压幅值2.5V

    ▲ 输入电压幅值2.5V

    ▲ 输入电压3V

    ▲ 输入电压3V

    ▲ 输入信号幅值 4V

    ▲ 输入信号幅值 4V

    ▲ 输入信号幅值5V

    ▲ 输入信号幅值5V

    可以看到当输入电压输入电压超过2.5V的时候,输出信号正常了。因此,使用3.3V工作电压的ARM信号是可以直接驱动该TPS28225 。

    注意: 在TSP28225的数据手册中介绍输入电压超过2V即可工作,但是实际测试是输入信号电压需要超过2.5V。

    ▲ 输入信号电压幅值从1 逐步提高到4V

    ▲ 输入信号电压幅值从1 逐步提高到4V

     

    ※ 结论


    通过实验验证了:

    • TPS28225的驱动MOS半桥电路的基本功能;
    • 工作电压超过4.5V ~ 8V。数据手册介绍工作电压在7 ~ 8V工作效率最高;
    • 输入电压在驱动3.3V可以正常工作。

    ■ 相关文献链接:


    1. 测试TPS28225AD工程文件:AD\Test\2021\TPS28225\TestTPS28225.SchDoc ↩︎

    2. 半桥电路的AD工程文件:AD\Test\2021\TPS28225\MOSHalfbridge.SchDoc ↩︎

    展开全文
  • THB7128 高细分、大功率两相混合式步进电机驱动芯片 双全MOSFET驱动,低导通电阻Ron=0.53Ω 最高耐压40VDC,大电流3.3 A(峰值) 多种细分可选(1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128) 自动流锁定功能 ...
  • 摘 要:根据大功率LED的供能要求,从EMI滤波、功率因素校正、半桥谐振转换三个方面着手,以FAN6961和FSFR2100为控制芯片,设计了一款大功率的高效率LED驱动电路,在90~264VAC的线路输入和满载下,功率因数高于93%,...
  • 摘 要:根据大功率LED的供能要求,从EMI滤波、功率因素校正、半桥谐振转换三个方面着手,以FAN6961和FSFR2100为控制芯片,设计了一款大功率的高效率LED驱动电路,在90~264VAC的线路输入和满载下,功率因数高于93%,...
  • 功率放大芯片IR2184介绍

    千次阅读 2020-07-11 21:46:42
    IR2184引脚定义: IN一般为脉冲信号,即全桥电路...这三个控制上半桥的MOS导通。 Vcc是低侧浮动及参考电源输入脚,LO是低侧门极驱动输出,COM是低侧回流。这三个控制下半桥的MOS导 ...

     

    IR2184引脚定义:

    1. IN一般为脉冲信号,即全桥电路中的pwm波信号,一般可以通过调节它的占空比来控制智能车电机的转速。
    2. SD信号为使能信号,高电平有效,芯片工作。
    3. Vb是高侧浮动电源输入脚,HO是高侧门极驱动输出,Vs是高侧浮动电源回流。这三个控制上半桥的MOS导通。
    4. Vcc是低侧浮动及参考电源输入脚,LO是低侧门极驱动输出,COM是低侧回流。这三个控制下半桥的MOS导

     

       

     

     

                                 

    二.IR2184内部工作原理

     

                                 

     

    这个驱动设计单从信号逻辑上分析比较容易理解,但想确定电路外围元器件的参数就需要对电路进行深入理解,现在对其进行简单分析不涉及参数计算:

    芯片被选中后,SD为高电平。此时,IN的波形与HO端波形相同。即:IN为高电平,HO也为高电平,IN为低电平,HO也为低电平。而LO此时是与HO波形相反。SD为低电平时,电路不工作。

    三.全桥驱动原理分析

     
    1. 电路首先,单片机能够输出直流信号,但是它的驱动才能也是有限的,所以单片机做驱动信号时,驱动大的功率需要Mos管,来产生大电流从而驱动电机,且占空比大小能够经过驱动芯片控制加在电机上的均匀电压到达转速调理的目的。电机驱动主要采用N沟道MOSFET构建H桥驱动电路,H 桥是一个典型的直流电机控制电路,由于它的电路外形酷似字母 H,故得名曰“H 桥”。4个开关组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠。要使电机运转,必需使对角线上的一对开关导通,经过不同的电流方向来控制电机正反转,其连通电路如图所示(左侧正转,右侧反转)

    2.H桥电路

       实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采用两种驱动芯片,一种是全桥驱动HIP4082,一种是半桥驱动IR2184,半桥电路是两个MOS管组成的振荡,全桥电路是四个MOS管组成的振荡。其中,IR2184型半桥驱动芯片能够驱动高端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较大的栅极驱动电流,并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功用。运用两片IR2184型半桥驱动芯片能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路,而且IR2184价钱低廉,功用完善,输出功率相对HIP4082较低,此计划采用较多。

     

     

     

       


                                                                                                                                             

     

    另外,由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流,为避免对单片机产生影响,最好用隔离芯片隔离,隔离芯片选取有很多方式,如2801等,这些芯片常做控制总线驱动器,作用是进步驱动才能,满足一定条件后,输出与输入相同,可停止数据单向传输,即单片机信号能够到驱动芯片,反过来不行。

    3.IR2184使用

      

     

    当芯片开始工作后,即;IN端有脉冲波,SD高电平,COM端低电平。当IN1+为高电平时,HO也输出高电平,LO为低电平,此时Q2打开,Q4关闭。而IN1-状态与IN1+相反。Q7关闭,Q9打开。Q9打开将是地线接进来,此时。12V的电源经过IN5819(肖特基二极管)给C118充电,反复充电后,自举电容将会使VB保持10V以上的电压从而使上桥N-MOS管、保持打开状态,从而驱动电机。这种情况下,Q4是关闭状态,及时HO为低电平,电机也不会反转。只有把IN1+和IN1-的状态反转才会实现电机反转。

    4.电路中各元器件功能:

    IN5819:肖特基二极管,防止电流反向烧坏控制部分的芯片

    C118自举电容。

    1.自举电容是利用电容两端电压不能突变的特性,当电容两端保持有一定电压时,提高电容负端电压,正端电压仍保持于负端的原始压差,等于正端的电压被负端举起来了。实际就是正反馈电容,用于抬高供电电压。自举电容就是一个自举电路。
    2,自举电路也叫升压电路,利用自举升压二极管,自举升压电容等电子元件,使电容放电电压和电源电压叠加,从而使电压升高.有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。

    总结:电路中C118就是使VB在一个较大电压,而HO电压与VB相关这样才能VCC和VB之间电压维持在10V以上保证上桥MOS管处于打开状态。

    R113MOS管栅极电阻。作用:1.作为泄放电阻泄放掉G-S的少量静电,防止mos管产生误动作,甚至击穿mos管(因为只要有少量的静电便会使mos管的G-S极间的等效电容产生很高的电压),起到了保护mos管的作用。即:尽快泄放栅极电荷,将mosguan快速截止。防止全桥短路。

    2.mos管提供偏置电压

    一般可以在MOS管并联一个IN4004二极管,来防止MOS管被反向电流击穿(虽然N-mos管自带一个,但有的网上说其性能比好,可以并联一个,几毛钱的事。)

    R115:限流电阻。防止电流过大而烧坏元器件。

     

    展开全文
  • 将调光电信号通过压控振荡器线性地转换为半桥驱动频率,并用该频率直接控制灯的亮度。采用有源功率校正增大负载功率范围,以灯电流闭环反馈和深度调光滞环控制来保证灯光输出的可控性和稳定性。
  • 定位机器人比赛,采用双半桥独立IC设计,功率大,使用范围宽。主要芯片均来自量产方案中的元器件,可靠性高,设计主要性能参数如下:• 宽电压供电:12V-42V;•采用低成本高性能半桥芯片•输出电流20A,峰值70A•附带...

    本驱动方案属于作者原创的单路直流有刷电机驱动器。定位机器人比赛,采用双半桥独立IC设计,功率大,使用范围宽。主要芯片均来自量产方案中的元器件,可靠性高,设计主要性能参数如下:

    • 宽电压供电:12V-42V;

    • 采用低成本高性能半桥芯片

    • 输出电流20A,峰值70A

    • 附带电流检测,过压检测

    • 预留温度保护

    • 使用CAN和串口通信

    • 板子仅5cm*5cm,安装方便

    已经打板,推荐在智能车,ROBOCON等比赛中使用,也推荐用于个人学习研究。作者选用的是宽电压供电的DCDC降压器件,如需要满足更大功率使用,更换MOS类型和相关电容耐压值即可。文件中已附带数据手册。

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    附件内容截图:

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  • 实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采用两种驱动芯片,一种是全桥驱动HIP4082,一种是半桥驱动IR2104,半桥电路是两个MOS管组成的振荡,全桥电路是四个MOS管组成的振荡。其中,IR2104型
  • 基于HIP6601的MOS的半桥电路测试

    千次阅读 2021-01-18 10:29:43
    通过 使用通用SOP8转接板调试半桥驱动芯片 验证了 HIP6601 驱动的基本功能。将其与功率MOS管组成实际半桥电路,测试驱动电磁线圈相关数据。   ▌02 实验电路 1.测试电路板1 ▲ 实验电路原理图 ▲ 快速制版的...

     

    01 半桥MOS实验


    1.背景

    为了设计 全国大学生智能车竞赛 中的的信号节能组的信号源,使用 MOS半桥 驱动 无线节能信标组的线圈。 关于比赛规则请详见:《 第十六届全国大学智能汽车竞赛竞速比赛规则

    通过 使用通用SOP8转接板调试半桥驱动芯片 验证了 HIP6601 驱动的基本功能。将其与功率MOS管组成实际半桥电路,测试驱动电磁线圈相关数据。

    如下是从 淘宝购买到的HIP6601(¥3.00元) 。这个芯片将用于后面实验测试。

    ▲ 从淘宝购买到的HIP6601

    ▲ 从淘宝购买到的HIP6601

    2.对比TPS28225功能

    通过对比, HIP6601的功能与管脚定义与TPS28225是相通的,所以它的测试电路板与 测试半桥电路 TPS28225,NCP3420驱动MOS半桥 中的功能大体相同。

    在TPS28225测试过程中,发现TPS28225存在以下问题:

    • 上桥臂的自举电容CB的容量需要大于0.1(实际上使用10uF)才能够正常工作,否则无法正常输出驱动波形
    • 在占空比、频率不合适的情况下,TPS28225输出停止。

    以上具体原因尚未得到解释,猜测与TPS28225的内部上下桥臂的保护功能有关系。下面的测试中对比测试HIP6601是否也存在相同的问题。

    对于TPS28225详细的测量结果: 基于TPS28225功率MOS半桥电路测试

     

    02 实验电路


    1.测试电路板1

    (1)原理图

    测试电路设计参考在MOS半桥相同的设计方案。

    ▲ 测试实验SCH

    ▲ 测试实验SCH

    (2)PCB

    使用 一分钟制版法 制作实验电路板,如下:

    ▲ 快速制版实验PCB

    ▲ 快速制版实验PCB

    (3)焊接制作

    ▲ 焊接后的测试电路

    ▲ 焊接后的测试电路

    2.初步测试

    (1)工作电压

    根据 使用通用SOP8转接板调试半桥驱动芯片测试结果,HIP6601工作电压为9.75V,下面重新测量这个工作电压。

    • 测量方式:逐步改变VCC电压,测量LGATE输出电压。如果LGATE电压。

    • 输入信号:10KHz,幅值(0~5V)

    • 电压从低到高:
      ▲ 工作电压从1V 逐步增加到15V

      ▲ 工作电压从1V 逐步增加到15V

    • 电压从高到低:
      ▲ 电压从15V逐步降低到1V

      ▲ 电压从15V逐步降低到1V

      从上面测量来看,HIP6601对于工作电压有一定的回滞。

    (2)输入信号

    • 信号的幅值:
    测量条件:
    A. HIP6601工作电压:10V
    B. 信号频率:10kHz,方波,占空比50%
    C.测量LGATE波形的电压。

    ▲ 输入信号(蓝色)与LGATE(粉色)信号

    ▲ 输入信号(蓝色)与LGATE(粉色)信号

    下面是测量的结果,从中可以看到只有当输入信号的幅值(峰值)接近3V的时候,芯片才能够正式工作。这一点与使用通用SOP8转接板调试半桥驱动芯片测量的结果(高于1.5V)相差很多。

    ▲ 输入信号的幅值与LGATE平均电压

    ▲ 输入信号的幅值与LGATE平均电压

    • 信号的延迟:

    ▲ 输入信号上升沿LGATE时间延迟

    ▲ 输入信号上升沿LGATE时间延迟

    ▲ 输入信号上下降沿LGATE时间延迟

    ▲ 输入信号上下降沿LGATE时间延迟

    • 信号的频率范围:

    ▲ 输入频率为1Hz时,LGATE波形

    ▲ 输入频率为1Hz时,LGATE波形

    ▲ 输入频率为1MHz时,LGATE波形
    ▲ 输入频率为1MHz时,LGATE波形

     

    03 空载试验


    1.输入输出

    测试条件:
    A. HIP6601工作电压:10V
    B. MOS电路工作电压:12V
    C.输入信号:100kHz,方波,0~5V,50%

    ▲ 输入信号与OUT信号

    ▲ 输入信号与OUT信号

    ▲ 下降沿延迟信号

    ▲ 下降沿延迟信号

    ▲ 上升沿延迟信号

    ▲ 上升沿延迟信号

    2.不同频率下的工作电流

    随着频率增加,HIP6601的工作电流与半桥MOS母线电流如下图所示。
    ▲ 不同频率下HIP6601工作电流与半桥母线电流

    ▲ 不同频率下HIP6601工作电流与半桥母线电流

    在100kHz工作频率下,HIP6601的工作电压大约20mA,在10V工作电压下,HIP6601的温度手摸起来有点高了。

    setf=[10000.0000,20000.0000,30000.0000,40000.0000,50000.0000,60000.0000,70000.0000,80000.0000,90000.0000,100000.0000,110000.0000,120000.0000,130000.0000,140000.0000,150000.0000,160000.0000,170000.0000,180000.0000,190000.0000,200000.0000,210000.0000,220000.0000,230000.0000,240000.0000,250000.0000,260000.0000,270000.0000,280000.0000,290000.0000,300000.0000,310000.0000,320000.0000,330000.0000,340000.0000,350000.0000,360000.0000,370000.0000,380000.0000,390000.0000,400000.0000,410000.0000,420000.0000,430000.0000,440000.0000,450000.0000,460000.0000,470000.0000,480000.0000,490000.0000,500000.0000,510000.0000,520000.0000,530000.0000,540000.0000,550000.0000,560000.0000,570000.0000,580000.0000,590000.0000,600000.0000,610000.0000,620000.0000,630000.0000,640000.0000,650000.0000,660000.0000,670000.0000,680000.0000,690000.0000,700000.0000,710000.0000,720000.0000,730000.0000,740000.0000,750000.0000,760000.0000,770000.0000,780000.0000,790000.0000,800000.0000,810000.0000,820000.0000,830000.0000,840000.0000,850000.0000,860000.0000,870000.0000,880000.0000,890000.0000,900000.0000,910000.0000,920000.0000,930000.0000,940000.0000,950000.0000,960000.0000,970000.0000,980000.0000,990000.0000,1000000.0000]
    hipc=[0.0159,0.0159,0.0160,0.0165,0.0170,0.0175,0.0181,0.0186,0.0192,0.0198,0.0203,0.0209,0.0215,0.0221,0.0227,0.0233,0.0239,0.0245,0.0251,0.0256,0.0262,0.0268,0.0274,0.0280,0.0285,0.0291,0.0297,0.0302,0.0308,0.0314,0.0320,0.0325,0.0331,0.0336,0.0342,0.0348,0.0353,0.0359,0.0364,0.0370,0.0376,0.0381,0.0387,0.0392,0.0398,0.0403,0.0409,0.0415,0.0420,0.0426,0.0431,0.0437,0.0442,0.0448,0.0454,0.0459,0.0464,0.0470,0.0475,0.0481,0.0486,0.0492,0.0498,0.0503,0.0509,0.0514,0.0520,0.0525,0.0531,0.0536,0.0542,0.0547,0.0552,0.0558,0.0563,0.0569,0.0574,0.0580,0.0585,0.0591,0.0596,0.0601,0.0607,0.0613,0.0618,0.0623,0.0629,0.0634,0.0640,0.0645,0.0650,0.0656,0.0661,0.0666,0.0672,0.0677,0.0683,0.0688,0.0693,0.0699]
    busc=[0.0328,0.0333,0.0333,0.0335,0.0340,0.0343,0.0347,0.0351,0.0353,0.0356,0.0359,0.0362,0.0364,0.0366,0.0369,0.0371,0.0374,0.0377,0.0380,0.0382,0.0385,0.0387,0.0390,0.0392,0.0394,0.0397,0.0399,0.0402,0.0404,0.0407,0.0409,0.0411,0.0414,0.0417,0.0418,0.0421,0.0424,0.0425,0.0428,0.0430,0.0433,0.0435,0.0438,0.0441,0.0443,0.0446,0.0448,0.0451,0.0453,0.0455,0.0458,0.0460,0.0462,0.0465,0.0467,0.0470,0.0472,0.0474,0.0476,0.0478,0.0481,0.0484,0.0486,0.0489,0.0491,0.0494,0.0496,0.0498,0.0501,0.0503,0.0505,0.0507,0.0509,0.0512,0.0514,0.0516,0.0518,0.0521,0.0523,0.0526,0.0527,0.0529,0.0532,0.0535,0.0537,0.0539,0.0540,0.0543,0.0545,0.0547,0.0550,0.0551,0.0553,0.0555,0.0557,0.0559,0.0562,0.0564,0.0566,0.0569]
    

    3.自举电容对于输出信号的影响

    (1)自举电容CB=0.1uF

    ▲ 在CB=0.1uF的情况下的输出电压波形

    ▲ 在CB=0.1uF的情况下的输出电压波形

     

    ▌结论


    通过实验测试了HIP6601高速半桥MOS驱动电路的の工作状态。初步验证了该电路的工作功能。对于该驱动芯片的静态工作特性和动态工作特性进行了初步测试。

    ■ 相关文献链接:

    #!/usr/local/bin/python
    # -*- coding: gbk -*-
    #============================================================
    # TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2021-01-16
    #
    # Note:
    #============================================================
    
    from headm import *
    from tsmodule.tsvisa        import *
    from tsmodule.tsstm32       import *
    
    dg1062open()
    
    #------------------------------------------------------------
    gifid = 8
    setv = linspace(0, 5, 100)
    tspgiffirst(gifid)
    
    dh1766volt(12)
    time.sleep(2)
    
    vdim = []
    
    #------------------------------------------------------------
    for v in setv:
    #    dh1766volt(v)
        dg1062volt(1,v)
        dg1062offset(1, v/2)
    
        time.sleep(1)
        meter = meterval()
        vdim.append(meter[1])
        tspgifappend(gifid)
    
        printff(v, meter)
    
        tspsave('measure', v=setv, outv = vdim)
    
    dh1766volt(12)
    
    plt.plot(setv, vdim)
    plt.xlabel("Voltage(V)")
    plt.ylabel("Output Voltage(V)")
    plt.grid(True)
    plt.tight_layout()
    plt.show()
    
    printf('\a')
    
    #------------------------------------------------------------
    #        END OF FILE : TEST1.PY
    #============================================================
    
    #!/usr/local/bin/python
    # -*- coding: gbk -*-
    #============================================================
    # TEST2.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2021-01-24
    #
    # Note: Measure the HIP6601 and half bridge current without
    #       any load.
    #
    #============================================================
    
    from headm import *
    from tsmodule.tsvisa        import *
    from tsmodule.tsstm32       import *
    
    setf = linspace(10000, 1000000, 100)
    dg1062open()
    
    dg1062freq(1, 10000)
    hipc = []
    busc = []
    
    for f in setf:
        dg1062freq(1,f)
        time.sleep(1)
    
        meter = meterval()
        hipcurr = meter[0] * 20            # mA
        buscurr = dh1766curr()
    
        printff(f, hipcurr, buscurr)
        hipc.append(hipcurr)
        busc.append(buscurr)
    
        tspsave('measure', setf=setf, hipc=hipc, busc=busc)
    
    dg1062freq(1,10000)
    
    plt.plot(setf, hipc, label='HIP6601 Current')
    plt.plot(setf, busc, label='Bridge Bus Current')
    plt.xlabel("Frequency(Hz)")
    plt.ylabel("Current(mA)")
    plt.grid(True)
    plt.legend(loc="upper right")
    plt.tight_layout()
    plt.show()
    
    #------------------------------------------------------------
    #        END OF FILE : TEST2.PY
    #============================================================
    

    1. 实验电路板AD工程文件:AD\Test\2021\TestHIP6601\TestHIP6601.SchDoc ↩︎

    展开全文
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