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标题: 半桥驱动芯片IR2103上半桥臂栅极输出电压波形异常 [打印本页]
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-5 10:59
标题: 半桥驱动芯片IR2103上半桥臂栅极输出电压波形异常
使用两个对标IR2103的国产芯片，搭建了H桥电路，发现2103芯片HO输出异常，具体表现为HO输出在HIN输入信号来之前会有一段高电平输出，原理图及波形图如下：
& ?" g2 x/ _; z# X. V                                      原理图
8 d2 s4 Y( h0 b0 k( L, X) y6 Z) V9 V6 y4 |! }
: `) h8 R! O  _5 e+ s: T/ v; N  W
& }; Z) q, N' S) o+ B) L( h
   CH1：HO输出    CH2：HIN输入（单片机直接提供）0 o" B! e5 ]7 a# R) X4 b- `
& R* a+ g" `- C( o
6 f2 K" d8 @+ p( c  j
   CH1：HO输出    CH2：#LIN输入（单片机直接提供）. z, w, I5 r* F( w* }; A
1 `0 Y+ v: E: X4 w
8 I% q8 Y$ I# E4 z+ F
7 I7 s- U, H& N3 t4 B
   CH1：HO输出    CH2：LO输出
, @! T+ ?& s+ n: Q0 m/ q. t
% a+ W6 j( S* F  b3 l从波形上看，上下管导通间隔时间很短，只有100ns左右；增加PWM死区时间，只能延迟HO输出第二段爬升时间，不是很明白在HIN信号来之前HO会有一段高电平，好像跟#LIN输入时间有关系，麻烦大家看看有没有遇到过类似情况" L$ H" R" C+ f
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-5 11:01
本帖最后由 超級狗 于 2024-7-17 13:03 编辑
5 i( i$ ]9 G7 q% U' G) C/ J* O" T1 l; d& |, N% `; X
原理图没放上去，补发一下
- M% F- _; a( j7 v+ [( U9 b $ P/ U2 j5 D+ l+ l$ h- ^

Infineon IR2103.pdf

1.08 MB, 下载次数: 1, 下载积分: 威望 -5

作者: wudipk2010    时间: 2024-7-5 11:33
MOS米勒效应，估计是你这个国产芯片给出的栅极驱动电流不足
作者: wudipk2010    时间: 2024-7-5 11:35
提升驱动电压，或者是换Qg更小的MOS管，适当减小栅极电阻。然后自己测试一下
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-5 11:40
wudipk2010 发表于 2024-7-5 11:350 P) _; D/ b8 h7 J7 h4 U
提升驱动电压，或者是换Qg更小的MOS管，适当减小栅极电阻。然后自己测试一下

( ?' q+ q$ g- |, r: ]8 e我的疑惑是，HO栅极驱动电压不是应该在HIN输入信号之后才开始有输出吗，为什么在HIN信号输入之前，HO就已经有输出了/ \* z  J( Y; m9 P0 k% w! d
作者: 清浊葭    时间: 2024-7-5 15:13
把MOS去掉，测量HO输出，看看是不是芯片本身的问题
作者: jianhai1987    时间: 2024-7-5 15:47
MOS米勒效应
作者: huo_xing    时间: 2024-7-13 14:25
ljyxzz 发表于 2024-7-5 11:01  k5 @% s$ F5 L1 O4 T
原理图没放上去，补发一下

. h8 |; z: {0 z) C* Z  N# C& bHO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？, H6 y# Y* x/ S. v9 `) J
作者: 超級狗    时间: 2024-7-13 18:51
米勒平台（Miller Plateau）% W) h. n5 n/ p
/ W. q+ Z- ?+ L4 A+ F0 C( i! N* h

米勒平台（Miller Plateau）.pdf

332.03 KB, 下载次数: 6, 下载积分: 威望 -5

作者: 超級狗    时间: 2024-7-13 23:31
如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？
! o5 [! R( v' f4 c3 _$ e3 }
; I  v6 \/ W  i3 m& \. c  [2 O

如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？.pdf

343.27 KB, 下载次数: 4, 下载积分: 威望 -5

作者: ljyxzz    时间: 2024-7-16 14:15
超級狗 发表于 2024-7-13 23:31' s- \2 ^9 w0 F+ ~, @
如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？

& t) }7 \8 u" A$ v1 I; v, r) P版主你好，我的理解是米勒平台在MOS关开启过程中存在；但是根据实测的波形，HO的输出电压在HIN输入信号来之前就已经产生了（第一张图）；栅极驱动器不应该是先有HIN输入，再有HO输出吗？, Z5 a; H: r& T( y. V9 ?/ h% c
请指导一下，感谢！- L" J% w+ y: V6 y" _. A
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-16 14:16
huo_xing 发表于 2024-7-13 14:25
! {( \+ q5 R. A- ^HO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？

! p' t# b' d5 u+ b9 w/ i& D应该是防止MOS误导通？请指正
, o/ J0 k: j/ x5 t/ u0 }# J( }
作者: huo_xing    时间: 2024-7-16 15:30
本帖最后由 huo_xing 于 2024-7-16 15:33 编辑
4 L: w( s1 Y4 r9 b: ?
ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:16- {; `2 _$ k9 a; P7 H) W
应该是防止MOS误导通？请指正
( b! e' b8 Q7 |, m! ]
怎么防止误导通。这里可是接的上管，这个点电压随着H桥工作状态变化而变化。
9 A+ g( N6 |" P8 x4 y2 lH桥上管有两只，你图片中左边这个本来是关闭的，但是右边还有一只上管如果是导通状态呢。电压会从右边上管通过负载串过来的，这时就可能出现你图片中的波形。' f# |3 N1 y' L+ K, L0 J
Vs引脚应该是来监控mos.s引脚电压的。这个引脚电压通过一个自举电路提高Vb引脚电压，保证g（Ho的输出）电压一直高于s。正常设计上应该没有这个电阻吧。去看看手册的参考电路
' b4 _2 f( l6 y/ R% s( a4 @
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-16 17:31
huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30* O$ ~7 K" s9 {) P/ k
怎么防止误导通。这里可是接的上管，这个点电压随着H桥工作状态变化而变化。+ f. J& I5 [6 h7 q6 D" ]
H桥上管有两只，你图片中左 ...

/ l4 d& j6 z4 M5 p7 \3 ?感谢指正！
作者: 超級狗    时间: 2024-7-16 20:37
ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:15
( w8 C  q/ ~& W8 e) W版主你好，我的理解是米勒平台在MOS关开启过程中存在；但是根据实测的波形，HO的输出电压在HIN输入信号来 ...

! J8 |+ ^% P4 B* j; L6 ~) s1 t我猜是那隻裝可愛的恐龍版主所講的，R105  將 VOH 下拉至 VS 造成的。
7 p( h3 Z2 o7 Z0 }
* s( ^, W1 g* s& I, G: |2 `: b3 s: xVS 這個點在電機正反轉時的電平會有差異，下臂關閉時 VOH 可能在死區（Dead Time）就開始動作了。
" ^" j: M# p5 @  Q# P( X' |" _% R  L- Y) r

4 W5 @# _' v. l4 k
作者: 超級狗    时间: 2024-7-17 08:47
huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30
6 m  S; Z% o2 v2 O' e+ n$ j4 Z怎么防止误导通。这里可是接的上管，这个点电压随着H桥工作状态变化而变化。6 Y6 w+ u% q% ^4 s2 R
H桥上管有两只，你图片中左 ...
. E% w1 U+ V1 j; g& C: L
有一種推測：( H+ U" w. h  R: ~+ I9 d
當 +12VIN 比 +12V_TEC 還早出現時，必須確保電橋不會動作。
- {7 T% @% m4 Q7 K2 _; O6 O
$ W+ ~! o$ a& T, V# |+ V. f
" O, W$ Z' e8 F3 a( G$ d
作者: guchenglihua    时间: 2024-7-17 09:10
超級狗 发表于 2024-7-13 18:51: t, H% V* L- W$ M- j) `
米勒平台（Miller Plateau）

+ X5 H& l3 c5 F1 w! N1 |多谢大师分享！
& y+ \' O$ H  t
作者: ljyxzz    时间: 2024-7-17 09:24
超級狗 发表于 2024-7-16 20:37
7 C% W+ @4 |0 ~# d$ x% f0 E我猜是那隻裝可愛的恐龍版主所講的，R105  將 VOH 下拉至 VS 造成的。9 x+ ?/ r- W% q' \
) n1 a4 O3 R; q! g7 e. C- S* C
VS 這個點在電機正反轉時的電平 ...
* y  ]- Q5 ]; `9 k% c" C
感谢指导！
3 k4 _5 j* Z$ ?回想了一下，这种波形是在右半桥上臂常关，下臂常开、左半桥上下臂由互补PWM控制的情况下得到，也就是H桥的电流方向一直是单一方向；
( Y' I, E7 c% |# z0 f总觉得有点像左下臂关闭后（还处于死区时间），瞬间通过自举电容导致的HO有电压输出' F* C) f9 ]0 |4 j" @
作者: huo_xing    时间: 2024-7-17 09:29
超級狗 发表于 2024-7-17 08:476 T8 G' }3 g4 U5 x5 X& f- E  v+ ^
有一種推測：" t0 h5 X- N+ e8 \8 H/ V
當 +12VIN 比 +12V_TEC 還早出現時，必須確保電橋不會動作。
+ E! {8 ~% V, W" D$ a, d: Z' B
从一般设计上说，这个两个电源可以是一个源，设计简单方便。但是要求高的话会用两个源。' k( z$ K1 O, o1 U- e. f8 q$ c
从这个图纸看，就算两个源，这两个源的地也必须搭在一起。那么在H桥动作时，电压通过10K电阻串过来很正常。
/ X' N9 w  i! T0 K) x9 `. M7 O0 F还有，如果考虑电机负载正转反转切换时的反电动势问题就更麻烦了
; _+ u0 G  S) r0 f( j1 Y4 M" L5 Z9 [
作者: 超級狗    时间: 2024-7-17 12:20
本帖最后由 超級狗 于 2024-7-17 13:06 编辑
4 y1 v$ P1 A" |0 Q& l* T0 p
ljyxzz 发表于 2024-7-17 09:24) A+ v( f; l% H# E
感谢指导！* z* o# z5 l& }4 {1 H% ^2 `" K* b0 _" N
回想了一下，这种波形是在右半桥上臂常关，下臂常开、左半桥上下臂由互补PWM控制的情况下得 ...
$ d* Z2 Z0 v( f
也是有可能，但還是會透過 R105 回灌 VOH。
" [0 W# [2 y. L1 d- f% T& n# ?) o/ [5 {
電橋不確定性，是耽心單邊的上臂和下臂同時導通，+12VIN 會短路到 GND。
: U1 B) Y0 j8 K# {% h& H0 [: m
. f+ E4 D) h/ k) ?  R樓主可以不接 +12VIN，並且逐步移除 C97 和 R105，觀察波形是否還有 VOH 超前 VIH 的狀況，便可得知禍首是誰了！8 |4 \4 _' O( _: p2 y
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作者: ljyxzz    时间: 2024-7-17 14:44
超級狗 发表于 2024-7-17 12:204 H2 h# N2 y0 P; K2 A9 }
也是有可能，但還是會透過 R105 回灌 VOH。1 h0 y5 E1 V9 p
' ]7 V6 k! }) N, _4 t) U5 Y! u
電橋不確定性，是耽心單邊的上臂和下臂同時導通，+12VIN  ...

3 i; _( G. ~. H, z! L感谢分享思路！
4 h7 A$ ~+ H7 H& k, n9 D( i+ {另外补充一句，头像挺萌的5 k' ~  [- p4 U% A7 }/ _8 T




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