自举方式驱动全桥电路的问题（光耦驱动四路MOSFET）

Lsonhealth

自举方式驱动全桥电路的问题（光耦驱动四路MOSFET） [复制链接]

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

加快采样频率：



上桥臂的门极与源极的波形：



两组上桥臂的门极波形：



两组下桥臂的门极波形：




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

wangjiafu1985

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。

maychang

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。

仙猫

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？

Lsonhealth

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

Lsonhealth

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

Lsonhealth

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？

仙猫

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。

Lsonhealth

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

wangjiafu1985

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

maychang

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。

Lsonhealth

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

maychang

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。

Lsonhealth

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

maychang

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。

仙猫

楼主有没写错？发热的不是光耦，而是FET？

Lsonhealth

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

Lsonhealth

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

slim443

原副边需要隔离

hedongwei1990

在GS极之间加一个10K的电阻试下