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：
                                      原理图


  Q: y( v  f6 y
1 L) J8 [+ p" w' N   CH1：HO输出    CH2：HIN输入（单片机直接提供）
/ Q: m+ m3 o( R

   CH1：HO输出    CH2：#LIN输入（单片机直接提供）

) T, p' ~) f  q9 j2 P
. R9 x( t4 s; B, B/ _* s' D4 U
   CH1：HO输出    CH2：LO输出

: c4 m+ G5 r% j/ @  G. l  Q' I* M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

3 d+ \* J/ S5 S0 K* r  S3 l

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:16
% ^( m% `2 H: y3 g( }2 g+ g应该是防止MOS误导通？请指正

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。
- g! f- k% G% N) x: j9 m. o, L# OH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
$ P# R: I% G7 r0 y2 q9 K( t6 v" B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。
% ?% F, K3 C" p( U2 t! m
VS 這個點在電機正反轉時的電平 ...

1 p5 t7 G0 V! m2 d5 T; _" s. k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；
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
1 N7 G! _. \  ^: o  l) ^

huo_xing

超級狗 发表于 2024-7-17 08:47
% \. m5 J) Z4 `% I6 E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。

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。
, ?# z  o+ B0 y! O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

ljyxzz

$ }6 p; s" J+ J
0 O" F! Y& S& P0 M原理图没放上去，补发一下
/ ]1 b0 C% H/ H- @) [
1 x# c" G, S+ B. p& m% ~  z

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

9 K6 N( `3 c- L2 c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
& _/ N: |3 U; h: ^4 x- b

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 G" V5 q0 U$ P2 V3 R0 h% p" oHO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？

超級狗

米勒平台（Miller Plateau）

# H% M0 N) y5 @2 D: G6 ]4 B) g

超級狗

如何調整場效電晶體開關電路的閘極電阻（Gate Resistor）？
& {1 z% K6 r2 j+ h! h
3 d$ N! M) j. q+ C. g8 G7 d0 |# a

ljyxzz

超級狗 发表于 2024-7-13 23:31
: g2 r" A% S' w" S2 t. U( Z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？
. ]3 V9 Q3 P' e1 a, J% O2 m请指导一下，感谢！
  F1 l' _; @7 p& y$ }

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-13 14:25
HO和Vs之间串个10K电阻是干嘛的？

应该是防止MOS误导通？请指正

ljyxzz

huo_xing 发表于 2024-7-16 15:30
6 i/ b7 O8 {. R& p. e  y4 d2 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。
- S- n& G3 V# y. O9 j7 M% a6 CH桥上管有两只，你图片中左 ...

& ^: a4 k3 T4 g7 @感谢指正！

超級狗

ljyxzz 发表于 2024-7-16 14:15
- X2 b% D6 K+ x7 T+ m9 ]7 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 ...

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。

; |3 X) O2 d1 e$ W3 MVS 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。
# F* q4 E1 L7 D0 D5 D