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  • EG1165 是一款高压半桥PWM 控制芯片,内部集成5V 基准电源、振荡器、误差放大器、限流保护、软启动电路、半桥驱动电路等功能,非常适合高压大功率场合应用,配合外部高压MOS 管最高能支持600V 电源电压输入。
  • 电机驱动应用中电桥驱动芯片,包含上桥和下桥驱动
  • 无线充电上使用的一颗集成半桥驱动mos的功率芯片,SND05。
  • IR2104
  • 驱动MOSFET_IGBT,采用芯片IR2111
  • 多次使用IR2104s,每次的调试都...结果:高端驱动HO无输出信号正确做法:自举电路回路是与半桥的下场效应管构成回路的,应该安装下场效应管,保险的做法是两个场效应管都安装2、自举电容采用104,自举二极管采用SS34...

    多次使用IR2104s,每次的调试都有种让人吐血的冲动。现在将使用过程遇到的错误给大家分享一下,方便大家找到思路。

    一.自举电容部分(关键)

    1、听说自举电路必须要安装场效应管,于是我在使用过程中,安装了只半桥的高端场效应管。

    结果:高端驱动HO无输出信号

    正确做法:自举电路回路是与半桥的下场效应管构成回路的,应该安装下场效应管,保险的做法是两个场效应管都安装

    2、自举电容采用104,自举二极管采用SS34 ,(这两种参数是我以前比赛的常见参数值,很自信)

    测试条件:1K PWM

    结果:LO 有1K的PWM ,VS 有 1K PWM,上场效应管Ugs = 2V,

    反思:以前比赛的时候,测试使用的是信号发生器给PWM,标准频率为10K。

    正确办法:把输入PWM的频率改为 10K 。因为自举电容与 自举回路的充放电频率有关,频率越高,自举电容越小。

    3、买到假芯片引起错误

    有一次测试也是高端引起不正常,结果换一块芯片就正常了。

    4、现象:IR2104s HO端对地测试的电压为PWM(高电平为2倍IR2104s的VCC,低电平为0)

    IR2104s LO 端对地测试的电压为PWM(高电平为1倍IR2104s的VCC,低电平为0)

    原因:这是很明显的自举参数不对,你测Vgs的电压应该是接近0的电平)

    5、买到假的场效应引起错误。

    二、驱动部分(共性)

    1、驱动能力不足引起带负载能力不足,且效率低下。

    由于IR2104s的推挽电流为130mA/270mA,在做大功率电源开关器件的驱动的时候,由于驱动能力不足,会导致输出带负载能力不足。

    目前,IR公司的IR2184的驱动电流为1.4A/1.8A,HIP4081的驱动能力有2.5A,TI的UCC系列有4A的驱动。

    理由:由于MOSFET的G,D,S两两之间存在寄生电容,他们的输入电容、输出电容和反向传输电容公式分别为

    其中:Ciss与驱动设计有关,特别是驱动电流过小,充电时间慢。

    Coss用于设计软开关,可能引起电路的谐振。

    Crss影响开关的上升和下降时间。

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  • 摘要:IR2304是美国IR公司生产的新一代半桥驱动集成芯片,该芯片内部集成了互相独立的控制驱动输出电路,可直接驱动两个中功率半导体器件如MOSFET或IGBT,动态响应快,驱动能力强,工作频率高,且具有多种保护功能。...
  • 半桥驱动芯片FAN73933为例说明自举原理

    下面两幅图分别为半桥驱动芯片FAN73933的典型应用电路和内部功能框图,图中R_Boot、D_Boot以及C_Boot分别为自举电阻、二极管和自举电容。
    这里写图片描述

    这里写图片描述

    假定自举电容C_Boot在上桥开关管关断期间已经充到足够的电压(约15V),当HIN高电平时,VM1开通、VM2关断,自举电容上的电压直接加到上桥开关管的门极和发射极,自举电容通过VM1、R1和上桥开关管的门极-集电极电容放电(上桥开关管的门极-集电极电容被充电),此时,自举电容的电压可以看做一个电压源。

    当HIN低电平时,VM2开通、VM1关断,上桥开关管门极的电荷通过R1和VM2迅速释放,上桥开关管关断。

    经过短暂的死区时间之后,LIN为高电平,下桥开关管开通,15V电源通过R_Boot、D_Boot和下桥开关管给C_Boot充电,迅速为C_Boot补充能量。如此循环反复。

    作者注:驱动电阻的选取直接关系到开关管的开通和关断速度,进而影响到其开关损耗(开通损耗和关断损耗),进一步地影响功率模块的温升。

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  • EG2104带SD功能高压600V2A半桥驱动芯片数据手册V1.1.pdf
  • 介绍了MOSFET/IGBT 半桥驱动芯片IR2111 的使用情况, 分析了其工作电路中外围各元器件的作用, 同时指出了在使 用过程中应注意的一些问题和现象, 并对不同公司的MOSFET/IGBT 驱动芯片作了简要介绍。
  • IR2104S半桥驱动
  • 在下面的调试工作中,发现对于MOS半桥驱动芯片调试出现问题。制作通用转接板进行单独的调试。 测试半桥电路 TPS28225,NCP3420驱动MOS半桥 测试TI高速MOS驱动芯片 TPS28225 伴随着MOS半桥 MOSFET驱动器汇总 : ...

     

    01 转接板SOP→CON8


    利用通用转接板对于SOP8的芯片进行调试。

    ▲ SOP8 → CON8 转接板

    ▲ SOP8 → CON8 转接板

    在下面的调试工作中,发现对于MOS半桥驱动芯片调试出现问题。制作通用转接板进行单独的调试。

     

    02 调试NCP3420


    1.测试电路图

    根据NCP3420数据手册 设计半桥驱动电路如下。

    ▲ 测试电路

    ▲ 测试电路

    ▲ 实验面包板

    ▲ 实验面包板

    加入驱动波形,但是软件输出没有期望到的输出波形。

    **测试结果:没有测试出功能!**

     

    ▲ 输入和DRVL波形

    ▲ 输入和DRVL波形

     

    03 测试HIP6601


    1.HIP6601

    可以知道它的主要特性:HIP6601 数据手册可以知道该芯片的驱动能力:

    • Propagation Delay: 30ns at load capacitance: 3000pF

    ▲ 内部结构以及管脚功能定义

    ▲ 内部结构以及管脚功能定义

    ▲ 测试实验电路

    ▲ 测试实验电路

    2.测试结果

    (1)测量内部Bootstrap 二极管

    利用数字万用表(VC9508A)测量PIN7(PVCC,+)与PIN2(BOOT,-)之间的二极管特性。

    正向二极管的电压: 0.573V。

    ▲ 测试HIP6601电路板

    ▲ 测试HIP6601电路板

    (2)测量工作电压

    在PWM输入 1kHz,Duty=50%,Amplitude(0 ~ 5V)的方波。 对于PVCC =VCC逐步增加电压(5V~ 15V),测量输出电压的输出。

    ▲ 工作电压与输出电压

    ▲ 工作电压与输出电压

    通过测试结果,可以判断当工作电压大于:9.64V之后,输出才会产生输出方波电压。

    ▲ 输出电压与输出波形

    ▲ 输出电压与输出波形

    (3)测量输入电压幅值

    改变输入信号的峰值(0 ~ Vpp),Vpp从0V~ 5V,测量HIP6601的输出信号。

    下面是测量的结果。从测量结果可以得到:

    当输入信号的峰值大于1.5V之后,输出便产生了方波输出。

    ▲ 输入方波信号峰值与HIP6601的输出电压

    ▲ 输入方波信号峰值与HIP6601的输出电压

    ▲ 不同的输入信号峰值下对应的输出脉冲
    ▲ 不同的输入信号峰值下对应的输出脉冲

    (4)测量信号的延迟

    ▲ 输入和LDRIV脉冲

    ▲ 输入和LDRIV脉冲

     

    ▌结论


    对于NCP3420测量,没有测量到芯片的功能。 可能所购买到的芯片是错误的。

    测量HIP6601的证明它的最低工作电压和输入信号的峰值要求:

    • 工作电压需要大于9.6V;
    • 输入信号的峰值大于1.5V。

    ■ 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[0])
        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
    #============================================================
    
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  • 1 引言  MOSFET凭开关速度快、导通...半桥驱动芯片由于其易于设计驱动电路、外围元器件少、驱动能力强、可靠性高等优点在MOSFET驱动电路中得到广泛应用。  2 桥式结构拓扑分析  图1所示为驱动三相直流无刷电机
  • MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

    千次阅读 2019-09-26 23:58:02
    1 引言  MOSFET凭开关速度快、导通电阻低等优点在开关电源及电机驱动等...由于下MOSFET驱动电压的参考点为地,较容易设计驱动电路,而上驱动电压是跟随相线电压浮动的,因此如何很好地驱动MOSFET成了设...

    1 引言

      MOSFET凭开关速度快、导通电阻低等优点在开关电源及电机驱动等应用中得到了广泛应用。要想使MOSFET在应用中充分发挥其性能,就必须设计一个适合应用的最优驱动电路和参数。在应用中MOSFET一般工作在桥式拓扑结构模式下,如图1所示。由于下桥MOSFET驱动电压的参考点为地,较容易设计驱动电路,而上桥的驱动电压是跟随相线电压浮动的,因此如何很好地驱动上桥MOSFET成了设计能否成功的关键。半桥驱动芯片由于其易于设计驱动电路、外围元器件少、驱动能力强、可靠性高等优点在MOSFET驱动电路中得到广泛应用。

      2 桥式结构拓扑分析

      图1所示为驱动三相直流无刷电机的桥式电路,其中LPCB、 LS、LD为直流母线和相线的引线电感,电机为三相Y型直流无刷电机,其工作原理如下。

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      直流无刷电机通过桥式电路实现电子换相,电机工作模式为三相六状态,MOSFET导通顺序为Q1Q5→Q1Q6→Q2Q6→Q2Q4→Q3Q4→Q3Q5。

      系统通过调节上桥MOSFET的PWM占空比来实现速度调节。Q1、Q5导通时,电流(Ion)由VDD经Q1、电机线圈、Q5流至地线,电机AB相通电。Q1关闭、Q5导通时,电流经过Q5,Q4续流(IF),电机线圈中的电流基本维持不变。Q1再次开通时,由于Q3体二极管的电荷恢复过程,体二极管不能很快关断,因此体二极管中会有反向恢复电流(Irr)流过。由于Irr的变化很快,因此在Irr回路中产生很高的di/dt。

      3 半桥驱动电路工作原理

      图2所示为典型的半桥驱动电路。

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      半桥驱动电路的关键是如何实现上桥的驱动。图2中C1为自举电容,D1为快恢复二极管。PWM在上桥调制。当Q1关断时,A点电位由于Q2的续流而回零,此时C1通过VCC及D1进行充电。当输入信号Hin开通时,上桥的驱动由C1供电。由于C1的电压不变,VB随VS的升高而浮动,所以C1称为自举电容。每个PWM周期,电路都给C1充电,维持其电压基本保持不变。D1的作用是当Q1关断时为C1充电提供正向电流通道,当Q1开通时,阻止电流反向流入控制电压VCC。D2的作用是为使上桥能够快速关断,减少开关损耗,缩短MOSFET关断时的不稳定过程。D3的作用是避免上桥快速开通时下桥的栅极电压耦合上升(Cdv/dt)而导致上下桥穿通的现象。

      4. 自举电容的计算及注意事项

      影响自举电容取值的因素

      影响自举电容取值的因素包括:上桥MOSFET的栅极电荷QG、上桥驱动电路的静态电流IQBS、驱动IC中电平转换电路的电荷要求QLS、自举电容的漏电流ICBS(leak)。

      计算自举电容值

      自举电容必须在每个开关周期内能够提供以上这些电荷,才能保持其电压基本不变,否则VBS将会有很大的电压纹波,并且可能会低于欠压值VBSUV,使上桥无输出并停止工作。

      电容的最小容量可根据以下公式算出:

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      其中,VF为自举二极管正向压降,VLS为下桥器件压降或上桥负载压降,f为工作频率。

      5 应用实例

      图3所示为直流无刷电机驱动器半桥驱动芯片上桥的自举电压(CH1: VBS)和驱动电压(CH2: VGS)波形,使用的MOSFET为AOT472。

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      驱动器采用调节PWM占空比的方式实现电机无级调速。

      通过公式1算出电容值应为1μF左右,但在实际应用中存在这样的问题,即当占空比接近100%(见图3a)时,由于占空比很大,在每次上桥关断后Vs电压不能完全回零,导致自举电容在每个PWM周期中不能完全被充电。但此时用于每个PWM周期开关MOSFET的电荷并未减少,所以自举电压会出现明显的下降(图3a中左侧圈内部分),这将会导致驱动IC进入欠压保护状态或MOSFET提前失效。而当占空比为100%时,由于没有开关电荷损耗,每个换相周期内自举电容的电压并未下降很多(图3a中右侧圈内部分)。如果选用4.7μF的电容,则测得波形如图3(b)所示,电压无明显下降,因此在驱动电路设计中应根据实际需求来选取自举电容的容量。

      6. 相线振铃的产生及抑制

      在图1中,线路的引线电感(LPCB+LS+LD)及引线电阻RPCB与MOSFET的输出电容COSS形成了RLC串联回路,如图4(a)所示,对此回路进行分析如下:

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      4. 选择具有较小Qrr和具有较软恢复特性的MOSFET作为续流管;

      5. 由于增加串联回路的电阻会耗散很大的功率,所以增加串联电阻的方法在大部分应用中不可行。

      振铃的危害

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      图5 振铃干扰半桥芯片正常工作的波形

      图5所示为一半桥驱动MOSFET工作时的波形,当上桥逻辑输入为高时,上桥MOSFET开通,此时可以看到相线(CH2)上产生了振铃,这样的振铃通过线路的杂散电容耦合到上桥自举电压,造成上桥的VBS电压(CH4)过低而使驱动芯片进入欠压保护(图5中VBS的电压已跌至5V)。由图5可以看出,当Hin(CH1)有脉冲输入时,由于振铃的影响, MOSFET有些时候不能正常打开,原因是驱动IC进入了欠压保护。欠压保护并不是每个周期都会出现,因此在测试时应设置适当的触发方式来捕获这样的不正常工作状态。当然如果振铃振幅很大,则驱动器将不能正常工作,导致电机不能启动。因此自举电容最好为能滤除高频的陶瓷电容,即使是使用电解电容也要并联陶瓷电容来去耦。

      7. 最小化相线负压

      在设计MOSFET半桥驱动电路时还应该注意相线上的负压对驱动芯片的危害。当上桥关断后,线圈电流会经过相应的下桥续流,一般认为下桥体二极管会将相线电压钳位于-0.7V左右,但事实并非完全如此。上桥关断前,下桥的体二极管处于反向偏置状态,当上桥突然关断,下桥进入续流状态时,由于下桥体二极管由反向偏置过渡到正向偏置需要电荷漂移的过程,因此体二极管并不能立即将电压钳位在-0.7V,而是有几百纳秒的时间电压远超过0.7V,因此会出现如图6所示的相线负压。线路主回路中的寄生电感及快速变化的电流(Ldi/dt)也会使相线负压增加。

      MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

      要使相线负压变小,可通过减缓上桥关断的速度从而减小回路中的di/dt或减小主回路寄生电感的方式来实现。

      8. 小结

      在设计半桥驱动电路时,应注意以下方面:

      1. 选取适当的自举电容,确保在应用中有足够的自举电压;

      2. 选择合适的驱动电阻,电阻过大会增加MOSFET的开关损耗,电阻过小会引起相线振铃和相线负压,对系统和驱动IC造成不良影响;

      3. 在芯片电源处使用去耦电容;

      4. 注意线路的布线,尽量减小驱动回路和主回路中的寄生电感,使di/dt对系统的影响降到最小;

      5. 选择适合应用的驱动IC,不同IC的耐压及驱动电流等诸多参数都不一样,所以应根据实际应用选择合适的驱动IC。

    转载于:https://www.cnblogs.com/isAndyWu/p/9690497.html

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