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：
1 h3 f8 v6 l" v) o                                      原理图

2 z- t- M! ^2 K4 _# o

   CH1：HO输出    CH2：HIN输入（单片机直接提供）

! @+ V4 O( e0 r; X5 ?* `6 R
$ b: f$ u/ \- D* i   CH1：HO输出    CH2：#LIN输入（单片机直接提供）
3 F: A- f* ~4 x

; c+ V+ [# w$ t( \
  o' e% z; \/ ?  `( s! v% @5 G' g8 f* K   CH1：HO输出    CH2：LO输出
5 a& z' a* |; d) C* b' T6 c
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
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huo_xing

3 X" A# ~1 m' t, ~2 B6 m" @+ Y7 ]

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:16
* Y& m1 F) K0 _# x应该是防止MOS误导通？请指正

( G' c3 t# c, F$ a/ S8 D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。
H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。
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

ljyxzz

超級狗 发表于 2024-7-16 20:37
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。
8 `6 C& c: G0 j2 ?' S: o, m. r
VS 這個點在電機正反轉時的電平 ...

1 ?! R- \! ]4 g4 I& s8 V" q+ ^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；
( l' g' c4 S  P( l( w. ^5 m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
! T9 s) J9 B" \: h/ o1 T

huo_xing

超級狗 发表于 2024-7-17 08:47
# g! X6 T' U% u. U+ ~, h; f有一種推測：
當 +12VIN 比 +12V_TEC 還早出現時，必須確保電橋不會動作。

" H, P# z4 }0 U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: Y7 ^) w0 d, b1 k3 a1 M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。
9 D' P- J8 a3 _5 J; V" D  C3 I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
. u; C" f7 G5 m, D. M4 R: O

ljyxzz

" K7 G- O2 H. c1 r  W
+ K1 W( H' U* M原理图没放上去，补发一下
( ^7 C  L, I! w" b2 `/ V3 j. r

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
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

: B# _* H2 ?) P3 m9 r; O" T4 B; ]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
( f- Z5 M0 Q, P$ P/ g$ e

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
' \) R  Z7 R) E- E) w7 X原理图没放上去，补发一下

HO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？
5 @: \0 H  O  e& w9 t

超級狗

米勒平台（Miller Plateau）

超級狗

如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？
9 k: k7 x2 Z, X: P. D0 Q
$ n% H% j9 l+ h& p3 p

ljyxzz

超級狗 发表于 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）？

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！
9 [  }% C) F+ T

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-13 14:25
& Y) y! X& J1 C8 x: _. ~6 IHO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？

+ f( l, g: J. {6 r. V. g! p4 Q应该是防止MOS误导通？请指正

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30
; m, H8 T  A) P# C; U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。
H桥上管有两只，你图片中左 ...

! f2 {$ K5 I. |# U( ~) H4 x7 ~感谢指正！

超級狗

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:15
  L) U5 `0 f) R& ~' ?; n+ 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 ...

3 F& u" B9 s& _+ q8 w6 Q, C* M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。

; ?3 Q( x$ o  D6 Z  h* d! X# V; p
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