全桥逆变电路为什么要用驱动电路而不用电平转换电路

平漂流

全桥逆变电路为什么要用驱动电路而不用电平转换电路 [复制链接]

 

为什么信号源输出的PWM信号在驱动全桥逆变电路(比如说MOS的型号为IRF540)的栅极控制端(如图所示S1,S2,S3,S4)时需要接驱动芯片(比如说IR2110)，而不是直接加个电平转换芯片？将PWM信号的TTL电平转换成CMOS电平？

maychang

须知图中S1和S2两信号电平(暂且使用你所用的这个名称)是对上面两管的源极来说的，不是对电源负端(图中的地)来说的。无论你使用什么“电平转换电路”，其输出都是对图中的地来说的，所以对上面两管不能使用。

PowerAnts

驱动, 故名思义, 就是要有一定的力量, 远不止电平转换那么简单.

平漂流

PowerAnts 发表于 2017-4-25 21:17
驱动, 故名思义, 就是要有一定的力量, 远不止电平转换那么简单.

但是看了芯片手册，IRF540的栅极电平Vgs(th)最大也就4V。看了一些文献，都没有讲为什么要用到IR2110，都是提到使用专用驱动MOS的集成电路IR2110.求指导

平漂流

PowerAnts 发表于 2017-4-25 21:17
驱动, 故名思义, 就是要有一定的力量, 远不止电平转换那么简单.

但是看了芯片手册，IRF540的栅极电平Vgs(th)最大也就4V。看了一些文献，都没有讲为什么要用到IR2110，都是提到使用专用驱动MOS的集成电路IR2110.求指导

平漂流

maychang 发表于 2017-4-25 21:14
须知图中S1和S2两信号电平(暂且使用你所用的这个名称)是对上面两管的源极来说的，不是对电源负端(图中的地) ...

大致示意图是这样的。意思是说，驱动MOS管的电平是Vg-Vs吗？

PowerAnts

平漂流 发表于 2017-4-25 21:33
但是看了芯片手册，IRF540的栅极电平Vgs(th)最大也就4V。看了一些文献，都没有讲为什么要用到IR2110，都 ...

Vth对应的ID一般只有250uA, 能干啥?

平漂流

maychang 发表于 2017-4-25 21:14
须知图中S1和S2两信号电平(暂且使用你所用的这个名称)是对上面两管的源极来说的，不是对电源负端(图中的地) ...

这种情况呢？如图，只控制一个MOS管的开通关断。假设那个“驱动控制”部分改成一个信号源，其输出为5V的方波信号。这样可以达到控制MOS管的开通关断吗？

平漂流

PowerAnts 发表于 2017-4-25 21:55
Vth对应的ID一般只有250uA, 能干啥?

这种情况呢？如图，只控制一个MOS管的开通关断。假设那个“驱动控制”部分改成一个信号源，其输出为5V的方波信号。这样可以达到控制MOS管的开通关断吗？

maychang

平漂流 发表于 2017-4-25 21:39
大致示意图是这样的。意思是说，驱动MOS管的电平是Vg-Vs吗？

没图就没办法说清楚。
全桥或者半桥，总是上管和下管交替导通的。拿左边两管来说，上管导通下管关断时A点电位接近于电源电压，上管关断下管导通时A点电位接近于零。那么上管导通时S1电位就要比电源正端电位还高几伏特，这是所谓电平转换电路做不到的。如果S1和电源正端电位相等，那么左上管就不能充份导通。S1一定要比电源正端还高几伏特，左上管次能够充份导通。
你的电源电压不过是12V，有些开关电源，电源电压是300V甚至更高。这种情况，S1一定要以A点为基准，如果在左下管导通时给左上管施加比300V还高几伏的电压，该管门极与源极之间必定被击穿(门极与源极之间耐压一般20V，某些厂家可以做到30V)，因为此时A点电位接近于零。
倒也不一定非用IR2110之类的光耦芯片，早期的高压开关电源往往用变压器驱动，驱动全桥的变压器一定有四个独立的彼此绝缘的次级(半桥则是两个)。驱动左上管的变压器次级必定一端接A点，一端接左上管门极，变压器次级电压就是左上管门极对源极的电压，与电源电压无关。

maychang

平漂流 发表于 2017-4-25 22:05
这种情况呢？如图，只控制一个MOS管的开通关断。假设那个“驱动控制”部分改成一个信号源，其输出为5V的 ...

这种情况当然可以控制MOS管。注意：“驱动控制”和Q1有公共点，即地线。全桥或者半桥的上管可没有。

maychang

你的问题是：还没有搞清楚“电压”一定是对两点来说的，是两点之间的电势差。

maychang

平漂流 发表于 2017-4-25 21:33
但是看了芯片手册，IRF540的栅极电平Vgs(th)最大也就4V。看了一些文献，都没有讲为什么要用到IR2110，都 ...

门极对源极电压为Vth时，MOS管可没有导通，还差得远。注意6楼PowerAnts的回复。

平漂流

maychang 发表于 2017-4-25 22:17
门极对源极电压为Vth时，MOS管可没有导通，还差得远。注意6楼PowerAnts的回复。

那IRF540手册上面的参数Vgs(th)的意义是什么呢？

平漂流

maychang 发表于 2017-4-25 22:10
没图就没办法说清楚。
全桥或者半桥，总是上管和下管交替导通的。拿左边两管来说，上管导通下管关断时 ...

看懂了，谢谢老师！

平漂流

maychang 发表于 2017-4-25 22:10
没图就没办法说清楚。
全桥或者半桥，总是上管和下管交替导通的。拿左边两管来说，上管导通下管关断时 ...

就是说上图中，S1信号的电平(对地电平)不能超过20V+A点的电压？还有一个问题，就是MOS管(作为开关管)的时候栅极的输入波形一定要是方波吗？正弦波可以吗？

maychang

平漂流 发表于 2017-4-25 22:34
那IRF540手册上面的参数Vgs(th)的意义是什么呢？

那IRF540手册上面的参数Vgs(th)的意义是什么呢？

前一个测试条件的意思是漏极与门极联接左一起，后一个测试条件是漏极电流达到250uA。
漏极电流达到250uA时的门极对源极的电压，就是Vth。

maychang

平漂流 发表于 2017-4-25 22:47
就是说上图中，S1信号的电平(对地电平)不能超过20V+A点的电压？还有一个问题，就是MOS管(作为开关管)的时 ...

“MOS管(作为开关管)的时候栅极的输入波形一定要是方波吗？正弦波可以吗？”
可以不是方波，但开关工作时上升沿和下降沿通常要求够陡峭，至于方波的顶部，有些波动或者有些倾斜，只要足够使MOS管充份导通，这些波动或者倾斜倒是没有关系。
正弦波万万不可，因正弦波过零时上升下降都不够陡峭。若是正弦波幅度够大，过零时上升下降够陡峭，其峰值早已将MOS管门极击穿。

PowerAnts

平漂流 发表于 2017-4-25 22:06
这种情况呢？如图，只控制一个MOS管的开通关断。假设那个“驱动控制”部分改成一个信号源，其输出为5V的 ...

你先看懂datasheet里的这个图, 5V的VGS, ID=10A的话, VDS大约是1.6V, 瞬时功豪大约16W

PowerAnts

另外, 需要注意的是, Rds是ID和结温的函数, 不是常量