这个一个多星期来 一直在论坛上发帖 请问关于H桥 烧毁Pmos ,升压电路的问题。 打扰到大家,真的不好意思! 本着求教的心态,希望大家能够理解! 现在将这一星期遇到的现象,再总结一下,希望各位大哥能够多多指教!
这个电路需要实现功能
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简述:
通过升压,然后依赖H桥 打开或关闭 电磁阀
具体描述:
2节5号电池供电VBAT,VBAT 一路给单片机供电,一路通过boost升压电路,将电压升至16V,然后作为H桥源。H桥 打开持续时间为100ms,不用PWM调速。
电磁阀规格:
电磁阀只需要一个100ms脉冲,8V,1.2A 就可瞬间打开或者关闭,状态可保持,后续不用持续供电。脉冲的正向和反向决定了电磁阀的打开或者关闭。
升压电路参数:
电感L : 220UH
三极管 Q10 : 8050 NPN
二极管D : SS14
电容 C: 10000Uf /25V
PWM 频率:200Khz
PWM 占空:80%
升压电路出现问题:
1. 单片机烧毁
2. 单片机输出PWM 波形H_EN 于Q10 基极波形不一致
3. Q11损坏,像是被击穿了
4. Q10 是NPN 8050 ,出现过几次烧毁
针对问题1,单片机烧毁的问题,由于没有找出根本原因,怀疑是升压电路中L的能量在最后关闭的时候,没能释放 然后回灌过来,导致单片机烧毁 。于是在升压电路的输入端加入一个SS14 进行隔离,后面再也没有烧毁单片机的现象。
带来的新的问题:
加上SS14在升压电路输入端,出现了,升压完毕,Q10 截止后,Q10 C极的电压不等于电池的电压,而是TP1 端电压的1/2,(即升压后的电压)。
如果升压到12V,Q10 C极的电压就是6V,
如果升压到9V,Q10 C极的电压就是4.5V
而这个现象也导致了,升压过程中 Q10 导通时,无法达到饱和的状态,每次导通Q10 C极的电压都不能低于0.2v..
去掉SS14 之后就没有这种现象~~~
所以没找出根本原因之前,千万别乱改电路,不然又引入新的问题。
目前SS14还加着,等单片机回来,再去掉,继续看看是不是还会烧~~~
疑问:升压电路的L 是否真的存在能量 回灌 呢???
为什么加上SS14之后 Q10 的C极就会等于升压后电压的1/2呢?为什么不是电池电压减去SS14 的导通电压呢?
针对问题2,当我改变R21等于1K 时,我改变PWM的频率,800Khz200KHz 50Khz。得出一个现象,频率越大,Q10 B极的波形就越不像 单片机输出PWM 波形。 它的下降压好像存在很大延时似的。。。这也是导致升压中Q10 导通没办法饱和的一个原因。
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然后我通过改变R21 的阻值,在同样的频率下, 20Ω,100Ω 1KΩ 10KΩ,发现随着电阻的减小,H_EN 的幅值也在减小, 但是PWM 的波形没变
20Ω,H_EN 的幅值为0.9V
100Ω,H_EN 的幅值为1.56V
1KΩ,H_EN 的幅值为3.0V
10KΩ,H_EN 的幅值为3.0V
而当电阻为20Ω,Q10 B极的波形终于和单片机输出PWM 波形一致了,升压过程中,Q10导通时,也终于饱和了~~~~
疑问:这个8050是不是假货~~~~为什么B极 必须串这么小的电阻才可以??? 是什么原因导致串联的电阻越大,下降压延时就越大??这个NPN 该如何选型???
针对问题3,应该是电压升太高了。Q11选的是AO3401 的Pmos 管,该管的Vgs是±12V
当电压升12V时,一旦Q12打开,Vg=0,那么Vgs就是升压后的电压 即-12V这时 Q11就损坏了~~~~
所以这个Q11的Vgs 是不是就限制了这个升压电路最高能升至几V??
针对问题4 目前仍然一头雾水,不知道为什么就烧毁了,而且是冒烟~~~!!!
升压电路遇到的问题和尝试 就以上这些!!!接下来说说 H 桥的问题!
H桥主要是 两个Pmos 管出现类似Q11一样击穿的现象。
网上发帖几轮之后,什么答案都有,基本如下:
1 . R3 R4 R9 R10 阻值太大无法完全打开Pmos,===》但是这个值情况下,我试了很多次只要升压足够,电磁阀都能操作~~~Pmos 没完全打开 就会坏了?
2. 反向电动势损坏了Pmos,Pmos的体二极管不足以抵抗反向电动势===》如果是这样,那为什么只是偶尔损坏呢?而不是经常损坏?
3. 什么死区时间。。====》我不是很懂死区时间是什么,但这个电路没有PWM 调速的,还需要考虑吗?
最后我说说我自己的看法:
我认为还是 VCC_HB 升压到12V超出Pmos 本身 的Vgs,导致Pmos 击穿了。
这个和Q11 损坏的原因应该是一样的。
如图所示:
但 H_A =1 H_B=0 ,时
Q1 导通 此时Vs1电压应该是VCC_HB,而Vg1的电压应该1/2VCC_HB(如果R3=R9时),
Vgs =Vg1-Vs1= -1/2 VCC_HB ,
当VCC_HB 是12V时,那么 Vgs1 = - 1/2*12V =-6V
满足Vgs ±12V的要求,应该就不会击穿损坏
当是 这个时候很容易忽略的是 Q7导通了,Vs2的电压应该是接近于0V。
那么 对于Q2 来说,它的Vgs =Vg2-Vs2
Q5没导通, Vg2 =VCC_HB=12V 而Vs2又接近于0V
Q2 的Vgs 就接近 ±12V ,那么Q2 就危险 了有被损坏了可能。。。。
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以上分析不知道 对不对, 但我知道肯定有人会说,既然这样那怎么不是百分百损坏呢?怎么又是偶尔损坏呢?
我觉得原因有两个:
1. Q7 的内阻可能分了一些压 让Vgs不至于真的等于12V ( 虽然是毫欧级别,有点勉强)。但规格书说的±12V 应该也是有点裕量的吧
2. 就如升压的电路原理,是将能量蓄积在电容里面,而当H桥某一边导通时,电容是瞬间对电磁阀进行放电的,这个就导致了 H桥导通时,VCC_HB 不是一直保持12V,而是慢慢减少的,这也就减少了损坏的可能性!!!
归根到底还是 Pmos 的Vgs 决定了H桥的源 电压最大能是多少!
希望各位大侠 帮忙解决解决上面的疑问!!!
最后附上几个建议: 为什么发帖 时中间怎么插图 呢? 如果篇幅大了,图片都放在后面 读帖的人 很不舒服~~~~希望能够增加这个功能。
发帖本来就是交流请教!我感谢每一个真心指教的人,chunyang 但是也有些人回得 实在是让人费解: 电路设计成这样不烧才怪, 对的, 什么什么改一下~~~~ 诸如此类
要真的愿意指教,愿闻其详,但如果不想,我真心的希望不要浪费你宝贵的时间
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