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半桥驱动芯片IR2103上半桥臂栅极输出电压波形异常

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    奋斗
    2022-6-11 15:23
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    1#
     楼主| 发表于 2024-7-5 10:59 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    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:. W* F6 k* u. X5 ^
                                          原理图
    * q9 [5 g, t' }5 P1 z- J; f  D- _" [9 O! `! ?4 _3 @

    & ], V6 _/ a6 W& _* Z 2 e6 L- a* V: E, }3 e" d' W) [
       CH1:HO输出    CH2:HIN输入(单片机直接提供)
    * Q, L; ]- X# M5 {9 ]) W' V' s5 J: i; n1 u3 y1 e
    1 |$ f" n4 b0 i  G' P6 b# u) i
       CH1:HO输出    CH2:#LIN输入(单片机直接提供)) m% \, {7 h: ]% e. y: C7 X: a

    7 K) K3 c3 a) Q% d: E: C  z
    0 h+ x. E6 K2 g5 l& N, Z5 j
    4 }5 z/ X! z/ i0 N; Z% K   CH1:HO输出    CH2:LO输出
    2 Q7 F& W0 A( B9 q! i! R0 z( t6 E/ a( j& Q* _/ I- R
    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0 c4 N" F( D* M

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    发表于 2024-7-16 15:30 | 只看该作者
    本帖最后由 huo_xing 于 2024-7-16 15:33 编辑
    * e6 Y' \6 I6 J  H$ C" W# }
    ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:16
    4 o) X" r$ E! w7 y( h应该是防止MOS误导通?请指正
    : ~: s; k% O' f  \( w
    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。
    ( V# C2 a; K2 M: h" p' J4 j! y9 CH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。- j+ G0 c2 Q  e& s& I
    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. O& F/ U" Z3 u/ D! f
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     楼主| 发表于 2024-7-17 09:24 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2024-7-16 20:37' C9 J3 H% l  {6 i$ [% B% i8 V
    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。, m. C+ b' w0 F1 f0 J4 C

    # v7 a0 A" G1 Y7 n: iVS 這個點在電機正反轉時的電平 ...

    % r6 w$ B1 J. R* ~感谢指导!
    6 a- D0 t1 W5 e6 G1 \. L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;
    % N  v. z" v$ E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
    3 J! ]1 R; y$ F' Y

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    发表于 2024-7-17 09:29 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2024-7-17 08:47
    0 D$ i! I, Q, I6 t有一種推測:
    0 C( t: n5 T0 {5 B' x當 +12VIN 比 +12V_TEC 還早出現時,必須確保電橋不會動作。

    * F# H( k6 B- c7 H7 Q' k# k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。
    ) H$ F+ M+ W4 \7 e0 Y. t9 y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。
    6 S: K2 v- F% @  G/ w, T7 |* ]: C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
      m  S6 M5 ~% L1 r
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    5#
     楼主| 发表于 2024-7-5 11:01 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2024-7-17 13:03 编辑 1 \9 p8 u) z$ k7 V- e2 E
    4 U/ u" \( u* Y" _
    原理图没放上去,补发一下
    ) T- R0 M  g& j$ S7 R ; Q$ x1 T# Y/ q0 D

    Infineon IR2103.pdf

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    6#
    发表于 2024-7-5 11:33 | 只看该作者
    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

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    7#
    发表于 2024-7-5 11:35 | 只看该作者
    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

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    8#
     楼主| 发表于 2024-7-5 11:40 | 只看该作者
    wudipk2010 发表于 2024-7-5 11:35
    : b6 A# Z( _' q) n; ]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

    ( u! J  L7 s# L: s8 B; E$ l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, O- O4 @' _. G) N2 Y, m, g) i1 I
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    慵懒
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    [LV.4]偶尔看看III

    9#
    发表于 2024-7-5 15:13 | 只看该作者
    把MOS去掉,测量HO输出,看看是不是芯片本身的问题
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    [LV.7]常住居民III

    10#
    发表于 2024-7-5 15:47 | 只看该作者
    MOS米勒效应

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    11#
    发表于 2024-7-13 14:25 | 只看该作者
    ljyxzz 发表于 2024-7-5 11:01
    - `7 d7 B6 k+ V  u% X6 v原理图没放上去,补发一下
    : ^, M3 T; I! A7 H8 c. {
    HO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的?8 h. h: q- E) n' x- e/ u

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    12#
    发表于 2024-7-13 18:51 | 只看该作者
    米勒平台Miller Plateau' b, }; O, A+ x( ]" }

    8 U5 I' w' }& n+ t

    米勒平台(Miller Plateau).pdf

    332.03 KB, 下载次数: 5, 下载积分: 威望 -5

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    13#
    发表于 2024-7-13 23:31 | 只看该作者
    如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻(Gate Resistor)?- t8 W5 {" L  r$ j' x

    , F" q' W6 E. J- e2 P( u$ S/ z

    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

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     楼主| 发表于 2024-7-16 14:15 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2024-7-13 23:318 e: N4 ?/ S3 g) @+ m/ b
    如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻(Gate Resistor)?

    : C( X) {+ t. B4 }% T8 y, h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?# e4 r% w) H7 C; W
    请指导一下,感谢!
    * [$ O, U, w. i) B
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    15#
     楼主| 发表于 2024-7-16 14:16 | 只看该作者
    huo_xing 发表于 2024-7-13 14:25
    : A, N1 g5 [4 N$ M( |5 q3 tHO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的?
    , o- M7 ~3 w; Z/ ~, ~7 m$ B+ i
    应该是防止MOS误导通?请指正
    + m- d8 H6 D: `5 q
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     楼主| 发表于 2024-7-16 17:31 | 只看该作者
    huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30+ L& z. f% @7 {% \& S* t
    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。- T5 r3 Z  O% g6 N
    H桥上管有两只,你图片中左 ...
    9 u6 n6 F  [' }- g. G
    感谢指正!

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    17#
    发表于 2024-7-16 20:37 | 只看该作者
    ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:15
    - x5 Z3 Z0 d; m, d( X  i: T$ w( m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 ...

    # l1 i+ e4 N$ P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。1 P6 D9 ]* W& D: c

    ' @  _1 Y" O5 y# e' q5 ~1 u2 e: PVS 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。
    6 B6 D! z! W5 b. A% i- k; j' Y; I4 k9 w. r- c* c# A& `) w( l
    5 H2 L9 y5 t; L1 l. V: s4 _
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