半桥驱动芯片IR2103S损坏

只看该作者 · 2018-8-22 06:52

使用两个半桥驱动芯片组成H桥驱动电路驱动电机开关门，目前发现存在半桥驱动芯片IR2103S损坏的情况，而且损坏是该芯片的5脚无法输出高低电平，但7脚仍能输出PWM波，不知道是什么情况，另外这个自举电容我看之前版本用的10uF钽电容，需要用这么大容量的电容吗？会不会电容放电损坏了芯片呢？

只看该作者 · 2018-8-22 06:53

只看该作者 · 2018-8-22 09:18

本帖最后由 tianxj01 于 2018-8-22 09:20 编辑

很典型，上臂驱动坏了，都是感性负载惹的祸，一般都是VS负过冲造成芯片内部闩锁造成芯片失效。这个产生的结果和线路设计，具体零件布局、走线长短，负载大小等直接有关。自举供电电容和你H桥驱动频率有关，频率低的，该电容必须高。而且以前版本用钽电容是对的，这个电容必须是低ESR的电容，不能用普通电解电容。
更高可靠性要求的，该电容还可以并联一个稳压管，只需要高于自举供电值就成，比如自举供电是12V，该稳压管可以采用14V，确保上管供电安全。
更可靠的是，在VS端串联一个合适的Rvs电阻再接到上管的源极，同时，VS端加一个高于干线电压耐压的快恢复。这个二极管可以有效箝位负过冲，彻底避免上臂因为闩锁造成的失效。该方案也是由IR公司官方提供的一个优化高侧浮置地负过冲方案。

1万 · 2018-8-22 10:07

tianxj01 发表于 2018-8-22 09:18
很典型，上臂驱动坏了，都是感性负载惹的祸，一般都是VS负过冲造成芯片内部闩锁造成芯片失效。这个产生的结 ...

他是5脚（下管驱动）没输出。
大概是电源浪涌。。。。。吧？

只看该作者 · 2018-8-22 10:24

戈卫东发表于 2018-8-22 10:07
他是5脚（下管驱动）没输出。
大概是电源浪涌。。。。。吧？

死高边常见，死低边罕见，这就不明白了。

1万 · 2018-8-22 10:27

他驱动器供电好像是跟电机供电一起的，产生浪涌的可能性比较大

只看该作者 · 2018-8-22 10:46

本帖最后由 Qsuibian555sh 于 2018-8-22 10:50 编辑

CS57106-S-2018-06-A.pdf (494.02 KB)

CS57106是一款高压告诉功率半桥驱动电路，主要应用于驱动NMOS或IGBT功率器件的应用系统。

只看该作者 · 2018-8-22 15:14

戈卫东发表于 2018-8-22 10:07
他是5脚（下管驱动）没输出。
大概是电源浪涌。。。。。吧？

那请问那个自举的电容用10uF这么大会有不好的影响吗？我看一般自举电容都是用的几百nF。

只看该作者 · 2018-8-22 15:15

tianxj01 发表于 2018-8-22 10:24
死高边常见，死低边罕见，这就不明白了。

那请问那个自举的电容用10uF这么大会有不好的影响吗？我看一般自举电容都是用的几百nF。

只看该作者 · 2018-8-22 17:43

Qsuibian555sh 发表于 2018-8-22 10:46
CS57106是一款高压告诉功率半桥驱动电路，主要应用于驱动NMOS或IGBT功率器件的应用系统。

...

只看该作者 · 2018-8-23 14:36

戈卫东发表于 2018-8-22 10:07
他是5脚（下管驱动）没输出。
大概是电源浪涌。。。。。吧？

我这边之前软件的控制是正转完立即反转，这个会造成IR2103芯片损坏吗？问题是您说的浪涌感应没办法从低端mos传到5脚去吧，那这个浪涌是怎么来的呢

只看该作者 · 2018-8-23 22:56

2365031858 发表于 2018-8-22 06:53

电源上面需要加个大电容，你原理图上面好像没有加，驱动电机必须要有的

只看该作者 · 2018-8-24 08:18

伏尔加的鱼发表于 2018-8-23 22:56
电源上面需要加个大电容，你原理图上面好像没有加，驱动电机必须要有的 ...

什么意思电源上面加？是指mos管的12V输入地方加大电容吗？

只看该作者 · 2018-8-24 08:57

2365031858 发表于 2018-8-23 14:36
我这边之前软件的控制是正转完立即反转，这个会造成IR2103芯片损坏吗？问题是您说的浪涌感应没办法从低端 ...

浪涌很容易传导到芯片的某个脚的，以Vs脚为例，当远超过MOS管正常反向续流电流和线路不合理造成的电抗共同作用的的情况下，理论上负电压是会被MOS管箝位到-0.7V这样，可实际上局部反向电压恶劣的可以到负几十V，这个你可以去参考浮栅驱动芯片关于负VS处理部分的描述。如果线路走向不合理，这个负电压，可以轻易杀死驱动芯片。

只看该作者 · 2018-8-24 14:44

本帖最后由 tianxj01 于 2018-8-24 14:52 编辑

2365031858 发表于 2018-8-23 14:36
为什么要双下臂开通啊不应该停止，四个都关闭，然后再反转吗？

四个都关闭，让其停止，这时候，电动机就是发电机，4个桥臂的寄生二极管就是全桥整流，而当负载不是2次电池，是不能吸收这个能量的，干线电压就会上升，无法估计，可以肯定是很高，恶劣的，就会直接烧毁系统。
让双下管导通，等于电机2根线短路，这时候，就是电机典型的能耗制动形式，安全性好，关键是制动效率高，时间短。
所以，典型H桥驱动的，除非供电有特殊手段，在电机进入高速旋转以后，是不应该进入将全桥驱动全部关闭这样情况的。希望快速换向的，可以进入短暂双下臂开通进行刹车，然后换向驱动（这里进入换向也不一定需要完全停止，只需要速度下降到一定程度就可以，这样的换向过程最安全也最快速）。

只看该作者 · 2018-8-24 14:58

2365031858 发表于 2018-8-23 14:36
我这边之前软件的控制是正转完立即反转，这个会造成IR2103芯片损坏吗？问题是您说的浪涌感应没办法从低端 ...

马上驱动H桥反向供电，等于我们常说的反接制动---再反向转动。这样的工况电流供应能量会非常大（比静止电机无软加速突然启动还大好几倍），要求系统设计有很大的余量，如果系统匹配的就是这样的功率，那当然是没问题的，可实际上这样做在设计上是非常不划算的，因此也很少人会这样做。

只看该作者 · 2018-8-24 15:40

tianxj01 发表于 2018-8-24 14:44
四个都关闭，让其停止，这时候，电动机就是发电机，4个桥臂的寄生二极管就是全桥整流，而当负载不是2次电 ...

那就是如果把图上两个上管的接的续流二极管去掉也不可以避免掉这个情况了？还有如果我平时不工作时就将下臂的两个mos管中的一个一直保持打开状态，会不会严重损耗mos管的使用寿命啊？

只看该作者 · 2018-8-24 15:54

2365031858 发表于 2018-8-24 15:40
那就是如果把图上两个上管的接的续流二极管去掉也不可以避免掉这个情况了？还有如果我平时不工作时就将下 ...

长期将下臂打开，理论上不会造成mos管任何影响，唯一的现象就是停止的电机手工盘动的阻力会比较大（能耗制动）。
至于桥臂挂不挂续流管理论上差不多，MOS内部寄生二极管本身就在那，他们就是并联关系，他们的电流分配只根据各自的正向特性来。

只看该作者 · 2018-8-24 16:49

2365031858 发表于 2018-8-24 08:18
什么意思电源上面加？是指mos管的12V输入地方加大电容吗？

是

只看该作者 · 2018-8-31 14:18

tianxj01 发表于 2018-8-24 14:44
四个都关闭，让其停止，这时候，电动机就是发电机，4个桥臂的寄生二极管就是全桥整流，而当负载不是2次电 ...

假设H桥供电12V，以90%的占空比驱动电机时加在电机两端的电压为10V（A接线端比B接线端高10V），电机达到最终的最快转速r，然后关掉4个MOS管，这时电机旋转产生的反向电动势应该不会超过10V（A-B<10v）无法开启二极管不能产生反向电流才对。如果电机由于某种原因转速远远超过了r，那么反向电动势就会变得很大对系统造成冲击。只要关闭四个管子后的电机转速不大于关闭前的转速就不用考虑反向电动势的危害。不知道我这样理解对不对。