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[讨论] 自举方式驱动全桥电路的问题(光耦驱动四路MOSFET)

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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-8-22 16:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
P50822-153715.jpg
原理图如上图,画的有点小有点难看,请多多包涵
采用了自举驱动方式,用四个HCPL-3120光耦驱动四路MOSFET(IRFP460)形成的全桥电路,负载暂且用300Ω电阻进行测试
两组电源分别接到两组上下桥驱动光耦,一组电源接到上桥臂的D极与下桥臂的S极,最后三个电源的负极都接在一起


用示波器分别测输出端 a 点与 b 点的波形(相对于地)
示波器调节衰减10倍测量波形,暂且不管尖峰问题
P50822-141609.jpg
加快采样频率:
P50822-141619.jpg


上桥臂的门极与源极的波形:
P50822-160635.jpg


两组上桥臂的门极波形:
P50822-141820.jpg


两组下桥臂的门极波形:
P50822-141726.jpg



很明显,采用自举驱动方式之后,驱动上桥臂门极的信号得到放大,且以S极作为参考,GS之间得到一个10V左右的驱动电压
那么这个全桥电路应该算是在工作了
但是驱动下桥臂的两个光耦发热情况比驱动上桥臂的严重,虽然不至于会很烫,但个人认为长时间工作的话不能接受

请问对于下桥臂的驱动电路要怎么修改才能得到改善呢?还是说全桥电路未能正常工作,还存在着其他问题

此帖出自电源技术论坛


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五彩晶圆(中级)

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发表于 2015-8-22 18:17 | 显示全部楼层
出现这种情况就是先断开光耦的输出,看一下光耦是否还发热,如果还发热就要找光耦自身的问题或者驱动信号的问题。如果不热了接上负载,给4148串联一个7.5欧电阻试一下看是否还发热,如果问题解决了说明是下降沿光耦过载。

点评

光耦直接输出是不会发热的,接到全桥之后才发热  详情 回复 发表于 2015-8-22 21:09
只有求知欲,没有求偶欲的人是植物,只有求偶欲,没有求知欲的人叫动物,既没求知欲,又没求偶欲的人是矿物。


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超级版主

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发表于 2015-8-22 18:28 | 显示全部楼层
下管门极波形绝对不应该是倾斜上升,应该是相当陡的。
可能的原因有:光耦一次串联电阻(150欧)不准确,MOS管门极串联电阻(51欧)不准确。顺便说一句:51欧似乎大了些。
别的原因暂时还没有想出来。

点评

直接从光耦输出的话是一个很漂亮的矩形波,但一接到MOSFET上的话波形就变得斜得,可能是后面的电路引起,但仍然可以驱动MOSFET  详情 回复 发表于 2015-8-22 21:08


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裸片初长成(初级)

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发表于 2015-8-22 18:38 | 显示全部楼层
如51Ω不是错焊成51k的话,感觉或是15V电源太弱了点,莫非线拉太长了?
把下臂驱动器的0.1u电容也换成1u或10u试试如何?

点评

还是用有极性的电容?  详情 回复 发表于 2015-8-22 21:10


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-8-22 21:08 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2015-8-22 18:28
下管门极波形绝对不应该是倾斜上升,应该是相当陡的。
可能的原因有:光耦一次串联电阻(150欧)不准确,MOS ...

直接从光耦输出的话是一个很漂亮的矩形波,但一接到MOSFET上的话波形就变得斜得,可能是后面的电路引起,但仍然可以驱动MOSFET

点评

奇怪的是MOS管门极上升沿倾斜,但下降沿并不倾斜。如果是光耦驱动能力问题,上升沿下降沿都倾斜才对。 下降沿不倾斜,若是解释为门极上二极管起了作用,那么最值得怀疑的仍然是门极上的51欧电阻。  详情 回复 发表于 2015-8-22 22:30


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-8-22 21:09 | 显示全部楼层
wangjiafu1985 发表于 2015-8-22 18:17
出现这种情况就是先断开光耦的输出,看一下光耦是否还发热,如果还发热就要找光耦自身的问题或者驱动信号的 ...

光耦直接输出是不会发热的,接到全桥之后才发热


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-8-22 21:10 | 显示全部楼层
仙猫 发表于 2015-8-22 18:38
如51Ω不是错焊成51k的话,感觉或是15V电源太弱了点,莫非线拉太长了?
把下臂驱动器的0.1u电容也换成1u或 ...

还是用有极性的电容?

点评

有没有极性无所谓,关键是得用高频特性好的电容,最好是无感电容  详情 回复 发表于 2015-8-22 22:01
若(51Ω//二极管)两端的波形都斜得厉害,加大0.1u才可能有效(有没极性无所谓),否则建议减小51Ω试试。  详情 回复 发表于 2015-8-22 21:18


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裸片初长成(初级)

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发表于 2015-8-22 21:18 | 显示全部楼层
Lsonhealth 发表于 2015-8-22 21:10
还是用有极性的电容?

若(51Ω//二极管)两端的波形都斜得厉害,加大0.1u才可能有效(有没极性无所谓),否则建议减小51Ω试试。

点评

51欧姆一端是正常,另一端斜,然而只有下桥臂的两个信号会这样,上桥臂的输入信号就很正常  详情 回复 发表于 2015-8-22 21:22


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 楼主| 发表于 2015-8-22 21:22 | 显示全部楼层
仙猫 发表于 2015-8-22 21:18
若(51Ω//二极管)两端的波形都斜得厉害,加大0.1u才可能有效(有没极性无所谓),否则建议减小51Ω试试。

51欧姆一端是正常,另一端斜,然而只有下桥臂的两个信号会这样,上桥臂的输入信号就很正常


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发表于 2015-8-22 22:01 | 显示全部楼层
Lsonhealth 发表于 2015-8-22 21:10
还是用有极性的电容?

有没有极性无所谓,关键是得用高频特性好的电容,最好是无感电容
只有求知欲,没有求偶欲的人是植物,只有求偶欲,没有求知欲的人叫动物,既没求知欲,又没求偶欲的人是矿物。


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发表于 2015-8-22 22:30 | 显示全部楼层
Lsonhealth 发表于 2015-8-22 21:08
直接从光耦输出的话是一个很漂亮的矩形波,但一接到MOSFET上的话波形就变得斜得,可能是后面的电路引起, ...

奇怪的是MOS管门极上升沿倾斜,但下降沿并不倾斜。如果是光耦驱动能力问题,上升沿下降沿都倾斜才对。
下降沿不倾斜,若是解释为门极上二极管起了作用,那么最值得怀疑的仍然是门极上的51欧电阻。

点评

全桥的电路估计是在工作,下桥臂驱动发热的问题应该不是51Ω引起的,会不会是0.1uF的电容太小呢,还是说要添加一些辅助的器件,例如在1N4148串联一个电阻,或者在下桥臂门极和栅极加一个稳压管  详情 回复 发表于 2015-8-23 09:33


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 楼主| 发表于 2015-8-23 09:33 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2015-8-22 22:30
奇怪的是MOS管门极上升沿倾斜,但下降沿并不倾斜。如果是光耦驱动能力问题,上升沿下降沿都倾斜才对。
...

全桥的电路估计是在工作,下桥臂驱动发热的问题应该不是51Ω引起的,会不会是0.1uF的电容太小呢,还是说要添加一些辅助的器件,例如在1N4148串联一个电阻,或者在下桥臂门极和栅极加一个稳压管

点评

MOS管门极与源极之间加稳压管,目的是避免门极电压过高而击穿门极。正常工作时该稳压管不起作用,所以与门极波形倾斜无关。 全桥是否工作,看看全桥有载输出波形即可知道。实验时暂不加满载,四分之一负载甚至更小  详情 回复 发表于 2015-8-23 13:23


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发表于 2015-8-23 13:23 | 显示全部楼层
Lsonhealth 发表于 2015-8-23 09:33
全桥的电路估计是在工作,下桥臂驱动发热的问题应该不是51Ω引起的,会不会是0.1uF的电容太小呢,还是说 ...

MOS管门极与源极之间加稳压管,目的是避免门极电压过高而击穿门极。正常工作时该稳压管不起作用,所以与门极波形倾斜无关。
全桥是否工作,看看全桥有载输出波形即可知道。实验时暂不加满载,四分之一负载甚至更小即可(电阻值是额定的四倍或更大)。
倾斜的门极波形,而且弯曲,明显是RC充电曲线。要么是R过大,要么是C过大。所以我一直怀疑51欧电阻数值不准确。但该电阻实际数值太大,也并不能解释光耦发热。


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 楼主| 发表于 2015-8-24 14:09 | 显示全部楼层
如此看来,全桥的确是在工作,光耦发热可能是因为欠驱动,减小51Ω,加大0.1uF,这倒值得一试

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疑惑就在这里:“欠驱动”会使功率管发热,但不应该使光耦发热。  详情 回复 发表于 2015-8-24 18:17


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发表于 2015-8-24 18:17 | 显示全部楼层
Lsonhealth 发表于 2015-8-24 14:09
如此看来,全桥的确是在工作,光耦发热可能是因为欠驱动,减小51Ω,加大0.1uF,这倒值得一试

疑惑就在这里:“欠驱动”会使功率管发热,但不应该使光耦发热。

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对啊,难道全桥没有正常工作?还是说全桥的电流比较大  详情 回复 发表于 2015-8-24 19:53


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发表于 2015-8-24 18:51 | 显示全部楼层
楼主有没写错?发热的不是光耦,而是FET?

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的确是光耦发热,而且300Ω/2W的负载也发热  详情 回复 发表于 2015-8-24 19:54


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2015-8-24 19:53 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2015-8-24 18:17
疑惑就在这里:“欠驱动”会使功率管发热,但不应该使光耦发热。

对啊,难道全桥没有正常工作?还是说全桥的电流比较大


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 楼主| 发表于 2015-8-24 19:54 | 显示全部楼层
仙猫 发表于 2015-8-24 18:51
楼主有没写错?发热的不是光耦,而是FET?

的确是光耦发热,而且300Ω/2W的负载也发热


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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-11-25 06:54 来自手机 | 显示全部楼层
原副边需要隔离


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一粒金砂(初级)

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发表于 2017-6-1 13:56 | 显示全部楼层
在GS极之间加一个10K的电阻试下


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