帮忙分析关于IR2104驱动H桥产生震荡的问题

meil326 · 发表于 2016-12-16 16:42:43

本帖最后由 meil326 于 2016-12-16 16:44 编辑

使用IR2104和IRF540做了个直流电机驱动电路，现在的问题是输出级会产生震荡，不知道这个是怎么引起的，怎么消除？希望各位各抒己见

meil326 · 发表于 2016-12-16 16:45:16

后面一个图就是前一个图PWM的毛刺

meil326 · 发表于 2016-12-16 16:52:38

已做过的努力：
1、自激二极管换成1N4148，没效果（快恢复采购了还没到）；
2、自激电容1uF、2.2uF、10uF都换过，没用；
3、MOS管的G端电阻换成0R、5R、10R、20R、33R，没用；加反向二极管也没用；
4、PWM频率从2.5KHz~30KHz都试过，低频的时候效果稍微好点，但依然存在；
5、输出级也就是电机两端并了103的CCB电容，貌似导致了移相了，真是操 ~蛋

keshipt · 发表于 2016-12-16 16:57:31

meil326 发表于 2016-12-16 16:45
后面一个图就是前一个图PWM的毛刺

建议将自举部分的SS34二极管换成快速的二极管，比如FR107，或者超快速的HER107，另外检测一下死区时间

xuyapple · 发表于 2016-12-16 17:12:27

桥臂上管的漏极和下管的源极之间要有连线尽量短的高频电容。

20061002838 · 发表于 2016-12-16 17:16:20

术语叫做振铃，网上很多资料
原因很多，电路设计和电路板布线都有影响
解决方法自举电容串联一个合适的电阻
栅极串联合适的电阻
增加吸收电路，MOS输出接一个RC

你这个更有可能是布线的问题，IRF540栅极电容2600pF，不算小，布线需要小心，保持回路面积最小
MOS管驱动，G极、S极走差分线了吗？

分享个文档供参考

meil326 · 发表于 2016-12-17 13:44:29

20061002838 发表于 2016-12-16 17:16
术语叫做振铃，网上很多资料
原因很多，电路设计和电路板布线都有影响
解决方法自举电容串联一个合适 ...

这两天恶补了下关于振铃的知识，确实很可能是布线导致的

由于产品已经做出来，目前是想办法补救，尽量抑制其幅值在有效范围内；

目前是低负载还能正常工作，但是高负载的时候，就会导致干扰到前端PWM，以至于不能正常输出。

higeo · 发表于 2016-12-17 14:17:39

mos的gs波形呢？估计是mos导通过快的问题，gs加103电容试试效果

meil326 · 发表于 2016-12-17 16:58:10

本帖最后由 meil326 于 2016-12-17 17:02 编辑

调试进度记录

在输出级增加了一个RC吸收电路，f=1/2*PI*RC ,振铃完全消失，算是解决了振铃问题；

不过随时仍有问题存在，如果负载电流超过2.5A，会出现把24V电源拉低的现象，从而导致电机出现停顿的现象。目前仍不知道这个问题是如何产生的...

另外附上上下桥臂控制图，由于软件PWM有死区控制处理，从波形上看确实没有上下桥同时导通的情况发生
1为下桥臂，2为上桥臂

20061002838 · 发表于 2016-12-17 21:08:30

meil326 发表于 2016-12-17 16:58
调试进度记录

在输出级增加了一个RC吸收电路，f=1/2*PI*RC ,振铃完全消失，算是解决了振铃问题；

24V线上面没有接电容？

meil326 · 发表于 2016-12-18 11:55:04

20061002838 发表于 2016-12-17 21:08
24V线上面没有接电容？

有，1000uF/35V 的大电解电容

20061002838 · 发表于 2016-12-18 12:21:31

meil326 发表于 2016-12-18 11:55
有，1000uF/35V 的大电解电容

24KHz的频率，普通的电解电容频率不够高，起不了什么作用
换用高频铝电解
另外并联几个好电容，高频特性好的，薄膜电容，陶瓷电容，固态电容这些，就近装在开关管旁边

meil326 · 发表于 2016-12-21 08:43:45

20061002838 发表于 2016-12-18 12:21
24KHz的频率，普通的电解电容频率不够高，起不了什么作用
换用高频铝电解
另外并联几个好电容，高频特性 ...

非常感谢您的支持与帮助，问题以及解决了，综合原因确实是PCB设计的缺陷导致一些电磁兼容问题；综合几点做一下总结：

1、由于布线或者其他原因导致产生的振铃问题，在输出级加RC吸收电路解决；
2、布局中，大电容离的较远，小高频吸收电容不够，导致在高负载的时候，电源不稳定以至于无法正常工作；
3、24K的调制频率换成5K后，能相对的改善稳定性；

再次感谢各位的帮助，同时也希望各位同僚在设计产品的时候，在不限布局的时候多加考虑，设计稳定可靠的产品...

meil326 · 发表于 2016-12-21 08:45:51

20061002838 发表于 2016-12-16 17:16
术语叫做振铃，网上很多资料
原因很多，电路设计和电路板布线都有影响
解决方法自举电容串联一个合适 ...

G、S为什么要走差分呢？不是很理解，希望指点下

20061002838 · 发表于 2016-12-21 09:10:42

meil326 发表于 2016-12-21 08:45
G、S为什么要走差分呢？不是很理解，希望指点下

回路面积最小，返回路径最短
信号完整性最基础的要求，只不过大多数的板子不注重这一点也能用，所以你现在才遇到问题

yunhuisong · 发表于 2016-12-21 14:58:47

在哪个位置加的？IR2104的输出（HO/LO）增加的RC？
你这个振铃应该就是MOS开启上升沿太陡峭了，增大MOS管开启时间就行了，但是要注意MOS管关闭时间不能太短，不然上下管有可能交叠。

lazybeach · 发表于 2019-7-11 15:16:06

请教一下，你的RC电路是怎么加的？

林州 · 发表于 2019-10-17 15:15:07

这样一个H桥 S1H恒为低，S1L恒为高，S2H和S2L相位相反。频率8K，占空比10%到95%速度可调，电机运行平稳。我有个问题想不明白，Q4导通，当Q1截止，Q3导通时间，电机应该处于刹车状态，但是通过观察，我发现电机运行很平稳，没发现异常抖动，啥原因？

林州 · 发表于 2019-10-18 12:45:29

Q4导通，当Q1截止，Q3导通时间，电机应该处于刹车状态，这个状态可以通过把SD拉低来让电机空转。但是还有个问题，8K PWM下电机按照逻辑 1、左下桥臂导通，右上桥臂导通，电机转动，SD拉低四个桥臂全部截止，然后重新左下桥臂导通，右上桥臂导通，这样循环发现PWM占空比50%以上时，电机才能转动。
2、左下桥臂恒导通，右上桥臂PWM输入，会出现两个下桥臂同时导通的状态，但是占空比16%时，电机就开始旋转了。这是什么原因？

林州 · 发表于 2019-10-18 15:35:18

SD与IN2使用PWM输入，in1接地，波形如下四个波形为Q1，Q2,Q3,Q4的G端波形。

林州 · 发表于 2019-10-18 15:36:09

不知道Q2 G级为啥会有个高电平

zf12862177 · 发表于 2019-10-20 22:56:57

meil326 发表于 2016-12-17 16:58
调试进度记录

在输出级增加了一个RC吸收电路，f=1/2*PI*RC ,振铃完全消失，算是解决了振铃问题；

请问在输出级加一个RC是怎么加的？

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