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全桥逆变电路为什么要用驱动电路而不用电平转换电路

2023-01-24 06:47:31      点击:
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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?此帖出自电源技术论坛


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。


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.


PowerAnts发表于2017-4-2521:17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


PowerAnts发表于2017-4-2521:17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


maychang发表于2017-4-2521:14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?


平漂流发表于2017-4-2521:33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?


maychang发表于2017-4-2521:14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?


PowerAnts发表于2017-4-2521:55Vth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?


平漂流发表于2017-4-2521:39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。


平漂流发表于2017-4-2522:05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。


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。


平漂流发表于2017-4-2521:33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。


maychang发表于2017-4-2522:17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?


maychang发表于2017-4-2522:10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!


maychang发表于2017-4-2522:10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?


平漂流发表于2017-4-2522:34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。


平漂流发表于2017-4-2522:47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。


平漂流发表于2017-4-2522:06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


另外,需要注意的是,Rds是ID和结温的函数,不是常量