半桥驱动芯片IR2103上半桥臂栅极输出电压波形异常

ljyxzz

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：
2 |( H1 j  ]6 g1 _- n                                      原理图

$ D" B. X1 D, {% N2 H5 c1 \0 s* s
# ]9 t$ t/ u4 i7 F0 Q5 m. s7 [
1 j( I% P0 c# y6 m0 i   CH1：HO输出    CH2：HIN输入（单片机直接提供）


   CH1：HO输出    CH2：#LIN输入（单片机直接提供）

1 W1 u7 ]) R0 l8 d
/ R/ {* y3 s" H
& v- f* B" H2 a5 O: O, y   CH1：HO输出    CH2：LO输出

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

huo_xing

: S4 J& k1 k3 V' i. q2 r4 v

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:16
应该是防止MOS误导通？请指正

& L- d/ X$ y) Q/ _2 s; r: Y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。
! l6 g$ Y) J. v+ T: T1 }) P/ sH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。
8 a/ y1 ], k) a% L& ^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
6 e8 H! w2 K5 `/ g  f

ljyxzz

超級狗 发表于 2024-7-16 20:37
5 [/ x) t/ r( ~2 o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。
. h4 u$ U2 ~) `3 p. n& n
VS 這個點在電機正反轉時的電平 ...

- A7 [! [' ^8 q. F8 _感谢指导！
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；
' F. }8 h3 D( y7 q+ }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

huo_xing

超級狗 发表于 2024-7-17 08:47
$ X/ ]8 r2 q1 b7 A有一種推測：
. x( a- I/ ^. e& U8 g) z  b/ b當 +12VIN 比 +12V_TEC 還早出現時，必須確保電橋不會動作。

! R5 F) c( \. j3 x$ G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。
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。
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
# y& W; w" I. x( X9 o

ljyxzz

原理图没放上去，补发一下

& O- p( i3 K& y) G) h+ o9 P

wudipk2010

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

wudipk2010

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

ljyxzz

wudipk2010 发表于 2024-7-5 11:35
7 Y  w( F2 c/ j  Q/ t: U6 i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

6 e2 |+ F! H! N. ^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
; u; n1 @2 X6 S/ ]

清浊葭

把MOS去掉，测量HO输出，看看是不是芯片本身的问题

jianhai1987

MOS米勒效应

huo_xing

ljyxzz 发表于 2024-7-5 11:01
原理图没放上去，补发一下

1 ^" J* P& `, b7 @2 V8 M4 j9 \HO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？
* y3 C) a5 d5 b- O+ ?  e9 Y/ S# Z

超級狗

米勒平台（Miller Plateau）
# y/ ?$ g: z- n, z1 u* M
  g, K) a* t; w3 f" u' f

超級狗

如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？
( z3 M* `/ g( s: X# ^. c/ _

ljyxzz

超級狗 发表于 2024-7-13 23:31
. U3 \. u" f( C如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？

, U  O3 ^  X) q) ~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？
请指导一下，感谢！

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-13 14:25
& Q% a/ }, i* B: DHO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？

6 m! Z1 E* {7 d/ [9 q应该是防止MOS误导通？请指正
" \5 u7 Z5 Y& z! `2 T/ j; l$ I

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30
- Y8 e3 Q+ v/ t6 o2 E0 H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。
5 q  ^6 `+ l$ ?H桥上管有两只，你图片中左 ...

# O8 r' E8 l3 Q/ m- X  i' B8 e' @感谢指正！

超級狗

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:15
- h. y9 w2 h9 C) z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 ...

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。

VS 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。
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