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MOS管高低边驱动芯片IR2101 工作不正常,请教

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出0入0汤圆

发表于 2008-4-15 00:03:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
MOS管高低边驱动芯片IR2101 工作不正常,请教

我用两个IR2101 组成H桥 驱动直流电机,测试时候发现不正常,我测试办法是:IR2101一边接高电平5V,一边接地。

有时候焊接后控制正常工作,正反转都可以

但是大多时候不行,连续换了多个IR2101和MOS管都遇到同样的问题,不知道IR2101 应该如何使用

我的电路是按照手册上接的,IR2101工作电源是12v,电机是12V,二极管是IN4148,自举电容是胆电容0.33UF (也试过0.1u,0.47u,2.2u),NMOS管IRF7843

我已经焊接成功了2快板子,但是这两块很不容易,一共烧了我10来个管子,和10来个IR2101

就是没找到问题到底在什么地方,难道是我测试方法问题?不能IR2101一边接高电平5V,一边接地?

请教大家。。。。。。。。。。。。。。

最近为这个郁闷的不得了了

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入0汤圆

发表于 2008-4-15 09:48:58 | 显示全部楼层
本来就不能搞横高,要用pwm驱动,占空比最大不能到100%。看ir2101的工作原理分析一下。

出0入0汤圆

发表于 2008-4-15 10:07:14 | 显示全部楼层
呵呵,没有PWM,后面的电荷泵电容不能刷新,时间一长,你的MOSFET发热,最终就挂了。建议增加你的0.33UF的容量试下,不过终归不是解决问题的办法。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-15 11:04:24 | 显示全部楼层
太感谢了楼上两位了

有人点破下真的很好啊

感谢大家,感谢论坛,感谢这个良好的交流气氛

我试试是否可行

出0入0汤圆

发表于 2008-4-15 14:03:35 | 显示全部楼层
实验了告诉一下结果,我也准备用IR的做马达驱动的。

出0入0汤圆

发表于 2008-4-15 14:24:47 | 显示全部楼层
上桥想用恒高必须用VSS+15V驱动,否则下桥必须加PWM (~95%)
启动时先开下桥再开上桥给电容充电

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-15 16:47:53 | 显示全部楼层
回复 4楼



给两个IR2101的是50%的PWM还是不能正常工作啊,只有一个IR2101是对的,另一个就不行

如果我反转,还是一样情况,每次都是一个IR2101不正常。。。。

试试5楼的方法

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-27 14:43:53 | 显示全部楼层
用IR的MOS驱动H桥工作的时候,是不是上下桥导通后的波形是一样的

为什么我用的时候,测量发现上桥是恒高,下桥的波形跟我给的PWM波形一样

我上下桥给的PWM是一样的

请问实际是这样的吗

出0入0汤圆

发表于 2008-4-28 10:24:37 | 显示全部楼层
上桥应该和同半桥的下桥互补导通,而且两个IR2101都应该这样,否则长期保持导通的上桥升压电容充不上电

出0入0汤圆

发表于 2008-4-28 12:39:13 | 显示全部楼层

(原文件名:abc.JPG)

这个图有问题吗?T1-3R电阻不用有大问题吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-28 13:33:04 | 显示全部楼层
【8楼】 vivalite
你实际测试过吗

你的意思是IR2101给上下桥的驱动PWM波形是互补的?

【9楼】 cbcb128 :你的图没什么问题,T1-3R电阻去掉吧,没意义

出0入0汤圆

发表于 2008-4-28 15:25:39 | 显示全部楼层
【10楼】 RENMA  
你实际测试过吗
--------------

不止试过,产品都出很多了

出0入0汤圆

发表于 2008-4-28 15:56:13 | 显示全部楼层
RENMA :
谢谢
T1-3是为了给IR在停止时续流的吧?


vivalite
另外如果是用TC4427是否只提高电压就可以了,不用PWM都行?

(原文件名:abc2.JPG)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-28 17:05:49 | 显示全部楼层
【11楼】 vivalite
谢谢你了
现在电机能正常调速,没问题,但是我总感觉波形不对头,请分析下


我现在的问题是这样的:

我用IR2101上下桥同时斩波去控制一个电机(开关磁阻电机)其中的一项绕组

上下桥同时导通时候,电机的一绕组会通电

我实际操作时,IR2101的两个输入管教都给的两个同样的PWM

示波器看到的IR2101输出的PWM结果是:给下桥MOS管的波形非常的好,跟我输入到IR2101的波形基本一样

IR2101给上桥MOS管的波形非常的差,调速时候有波形变化,有点像是和上桥是互补的,很差的波形
这个波形的最低电压大概8V(IR2101供电12V)峰峰值3.2V

请问【11楼】 vivalite 分析原因 ???


回【12楼】 cbcb128
我不知道你的
TC4427的用法

我以前用的MAX4427,但是这个好像不是浮地驱动的

不知道TC4427是不是伏地驱动

如果是的话应该和IR系列的用法大同小异,上面的几位都说了,不要一直恒通

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 12:13:19 | 显示全部楼层
【12楼】 cbcb128
另外如果是用TC4427是否只提高电压就可以了,不用PWM都行?
-----------
可以的



【13楼】 RENMA

出现你的现象是因为生压电容没有正常工作(摸摸上管看是不是比较热?)同半桥的上下管PWM应该互补(带死区)

IR2xxx驱动是有讲究的,最好贴一个你的电路简图才好说

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 12:37:06 | 显示全部楼层
vivalite
谢谢!
若是tc4427,上管G极电压是(VCC+15)+(VCC)=2VCC+15吗?哪管子耐压要比前总电压大3倍才安全对吗?
若是IR2106,上管G极电压是(VCC)+(15)=VCC+15吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-29 12:55:06 | 显示全部楼层
【14楼】 vivalite

我给IR2101的输入PWM不是互补的,而是一样的,我要的就是高低同时导通,难道不能同时导通吗???

电机接在上下MOS管两者之间

MOS管一点不热,而且电机还可以正常调速


(原文件名:22.jpg)

其中J1接的是一个电机(实际是一个电机的一项绕组)

这电路只是其中的一个,一共有6个一样的电路

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 14:48:38 | 显示全部楼层
【15楼】 cbcb128

不管是tc4427还是IR2106的上管对地电压都是VCC+15V
MOS耐压最好比电源电压高50%以上,但一般考虑成本的话可以选比电源高30%的管子


【16楼】 RENMA

你用的是两个N-MOS,NMOS需要在G-S极加10V~20V电压才能完全导通。如果你把上下桥全打开了,中间的电机线圈我们把它想象成一个电阻,这样上管的S级的电位就变成了24V,G级必须比S级高10V~20V才能保持DS导通,否则管子会进入线性区开始发热。

C2和D1的作用是与电机线圈组成一个BOOST升压电路,在VB脚上产生一个VCC+12V的电压,芯片会用VB脚的电压来驱动NMOS上管。

C2正常升压的前提是IR2101先开通下管,给C2充电,然后再开上管;如果上桥需要保持一个比较长的时间你也许需要重复充电的动作来保证VB脚的电位不会低于VCC+10V
(C2要求是低漏电耐纹波长寿型的)

之前你说上管波形很不正常,但管子不热,我想重载启动时VGS不够肯定会导致导通电阻变大,同时电流也大,肯定会出现发热甚至烧MOS等问题的。

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 14:52:54 | 显示全部楼层
另外除了开通时管子会通过线性发热区外关断时间也会通过一次,所以要保证开通关断速度足够快。

楼主你说的这个MOS管我好像没找到相关资料,无法算开通速度了。但我感觉得你的升压二极管是否电流太小了点?会影响充电速度的。FR157应该比4148更合适一点。

关断时为快速泄放MOS管GS寄生电容上的电荷一般采取在限流电阻上并一个二极管的做法,这样可以加快关断速度。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-29 15:24:17 | 显示全部楼层
to:vivalite

非常抱歉,应该是IRLR7843,资料我传到这里
点击此处下载 ourdev_262241.pdf(文件大小:206K) (原文件名:irlr7843.pdf)


我给IR2101的PWM1,PWM2,是4.8KHZ,占空比可调的PWM ,而不是恒高电平

但是我测量的时候发现IR2101发给上桥MOS管的PWM不是一个跟我输入一致的波形

请问IR2101的高低侧能同时导通吗???我觉得是可以的

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 16:05:38 | 显示全部楼层
【19楼】 RENMA

发给上桥MOS管的PWM不是一个跟输入一致的波形很正常,因为IR2101里面是一个类图腾柱的推动,在你的PWM为低的时候IR2101会把电容C2里的电放掉的,当PWM再为高时C2里面已经基本没电了,自然驱动电压降低电阻增大。这时电机线圈里储存的磁能会转换成电流反向流动,再次给C2充电,但这样的充电远不如主动充电稳定有效,基本可以解释为什么PWM上管输入输出波形不一样的问题了。

对于你的应用我比较推荐使用主动升压电路来代替D1 C2,这样上桥就不会出现波形不一致的问题了(即使恒高电平也没问题)
(主动升压到VCC+12V,输入IR2101的VB脚,C2保留D1去掉)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-29 18:06:09 | 显示全部楼层
to:vivalite

非常感谢你的热心帮助

主动升压电路来代替D1 C2,这样上桥就不会出现波形不一致的问题了(即使恒高电平也没问题)
(主动升压到VCC+12V,输入IR2101的VB脚,C2保留D1去掉)

使用升压电路的话,还需要IR2101吗?需要的话IR2101做何作用?

能给推荐一个电路参考下吗?(感觉这要求有些过分)

再次感谢vivalite 的热心

出0入0汤圆

发表于 2008-4-30 03:03:45 | 显示全部楼层
【21楼】 RENMA  
其实使用分立元件代替IR2101也不是不可以的,只是少了IR2101的一些保护功能。

以前我做过一个5V升12V的MOS驱动,可以参考
http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=968480&bbs_page_no=1&search_mode=3&search_text=vivalite&bbs_id=9999

你的电路是24V动力电输入,需要在这个基础上升15V,我比较建议用电容升压的方式来做。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 13:09:52 | 显示全部楼层
非常感谢,我仔细研究下你的那个驱动电路

我看了一个TI 的关于开关磁阻电机的文档,他给的一个电路没看明白,用的是IR2110,应该和IR2101差不多的

这个就是IR2110的电路图,+load和-load接的就是电机的一个绕组

不明白IRF710 IRFD123 的作用是什么,这个电路和标准的IR21110的接法不一样的
vivalite 对MOS管驱动很有研究,请教vivalite 这里的用意


(原文件名:33.jpg)

这个是TI的完整的详细的文档,非常的完整
点击此处下载 ourdev_262731.pdf(文件大小:306K) (原文件名:spra420a.pdf)

出0入0汤圆

发表于 2008-5-1 07:52:34 | 显示全部楼层
我觉得上图的Vb  Vs标反了

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-5-1 13:10:34 | 显示全部楼层
我也觉得是反了

如果按照标反的话,上图中IRF710 IRFD123 的作用是什么

出0入0汤圆

发表于 2008-5-1 14:45:11 | 显示全部楼层
Lo开,IRFD123导通,MUR160正端电位是0,从而Vb电位一直是低,Ho开也是低电位
Lo关,IRF710导通,MUR160正端电位是15,从而给0.01uf充电

出0入0汤圆

发表于 2008-9-3 13:35:42 | 显示全部楼层
ATmega8输出到IR2101的PWM上下管同相位,
IR2101 VCC=12V(IR2101的接线同厂家PDF文件,D1用的1N4148 C2用的是0.57uf)
电机POWER=12V
调整PWM的值到最大,测量转动的无刷电机(CD-ROM电机)相线对地电压最大5.6V
这样是正常的吗?

出0入0汤圆

发表于 2008-9-3 16:21:14 | 显示全部楼层
高人!坚决顶贴

出0入0汤圆

发表于 2009-8-7 17:43:23 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2009-10-18 20:11:03 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2010-1-29 21:56:19 | 显示全部楼层
学习了好东西

出0入0汤圆

发表于 2010-3-1 20:41:57 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-1-18 16:17:16 | 显示全部楼层
确实有道理,上下两桥必须互补,否则没法给电容充电了,长期不充电,电容上就没电,VGS没压差,MOS管就处于放大状态了,电容大PWM周期可以大,电容小PWM周期小

出0入0汤圆

发表于 2011-2-17 12:42:05 | 显示全部楼层
MARK

出0入0汤圆

发表于 2011-3-12 09:23:42 | 显示全部楼层
MARK

出0入0汤圆

发表于 2011-3-12 20:48:55 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2011-11-25 11:03:25 | 显示全部楼层
用2101驱动的电机声音很大是怎么回事啊

出0入0汤圆

发表于 2011-12-14 11:45:21 | 显示全部楼层
回复【17楼】vivalite
【15楼】 cbcb128  
不管是tc4427还是ir2106的上管对地电压都是vcc+15v
mos耐压最好比电源电压高50%以上,但一般考虑成本的话可以选比电源高30%的管子
【16楼】 renma
你用的是两个n-mos,nmos需要在g-s极加10v~20v电压才能完全导通。如果你把上下桥全打开了,中间的电机线圈我们把它想象成一个电阻,这样上管的s级的电位就变成了24v,g级必须比s级高10v~20v才能保持ds导通,否则管子会进入线性区开始发热。
c2和d1的作用是与电机线圈组成一个boost升压电路,在vb脚上产生一个vcc+12v的电压,芯片会用vb脚的电压来驱动nmos上管。
c2正常升压的前提是ir2101先开通下管,给c2充电,然后再开上管;如果上桥需要保持一个比较长的时间你也许需要重复充电的动作来保证vb脚的电位不会低于vcc+10v
(c2要求是低漏......
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vivalite
分析得很透彻

出0入0汤圆

发表于 2012-4-26 12:06:48 | 显示全部楼层
终于弄懂了,谢谢分享

出0入0汤圆

发表于 2017-3-13 19:09:15 | 显示全部楼层
MARK 按照上面大神的分析,已经使用外部升压电路直接个Vb供电, 用H桥来驱动电机, 板子好了试试效果再来反馈
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