[电机控制] 半桥驱动原理

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 楼主| vivilyly 发表于 2025-5-23 21:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
半桥驱动原理分析
IR2104可以控制半桥的核心在于其Vb和Vs脚之间外接的“自举电容”。那么何谓自举呢?以典型电路为例:

此半桥电路的上下桥臂功率管是交替导通的。每当下桥臂开通,上桥臂Q1关断时Vs脚的电位为下桥臂Q2的饱和导通压降,基本上接近地电位。此时Vcc通过自举二极管对VB和VS间的自举电容C1充电使其接近Vcc电压。
当Q2关断时,基于内部的CMOS结构(具体见下面内部图),HO和Vs之间断开,HO和Vb之间导通。同时,Vs端的电压会升高,由于C1电压不能突变为Vcc,Vcc与Vb间又有自举二极管,因此Vb点的电位接近于Vs点电位和C1上电压之和。所以此时Vb(HO)和Vs之间的压差就为Vcc电压,利用这个压差就可以打开上桥臂。

总结一下:当Q1开通时,自举电容C1作为一个浮动的电压源驱动Q1(上桥臂MOS),导通上桥臂;而Q2开通后,Q1关断,Vs处的浮动电源消失,C1在开通期间损失的电荷在又会得到补充。如此循环,即可控制Q1和Q2进行半桥驱动。这种自举供电方式就是利用Vs端的电平在高低电平之间不停地摆动来实现的,由于自举电路无需浮动电源,因此是最便宜的。

因为自举电容器上的电压基于高端输出晶体管源极电压上下浮动,所以图中的D(自举二极管)和C1(自举电容)是IR2104在脉宽调制(PWM)应用时最需要严格挑选和设计的元器件。只有根据一定的规则进行计算分析,并在电路实验时进行调整,才能使电路工作处于最佳状态。
D是一个重要的自举器件,应能阻断直流干线上的反向高压,其承受的电流是栅极电荷与开关频率之积。同时为了减少电荷损失,应选择反向漏电流小的快恢复或者肖特基二极管。
芯片内高压部分的供电都来自图中自举电容C1上的电荷,所以为了保证高压部分电路有足够的能量供给,应适当选取C1的大小。
驱动原理图


地瓜patch 发表于 2025-5-24 22:34 来自手机 | 显示全部楼层
半桥与全桥各有应用
星辰大海不退缩 发表于 2025-5-26 16:26 | 显示全部楼层
半桥与全桥非常实用的规划设计
小夏天的大西瓜 发表于 2025-5-27 10:15 | 显示全部楼层
图片还是看不到的
封存into 发表于 2025-5-29 11:54 | 显示全部楼层
全桥驱动电机,半桥驱动啥呢,只有一个方向
喂什么玩意 发表于 2025-6-29 01:05 | 显示全部楼层
自举电路的本质是利用开关节点电压的变化来 “泵升” 高端驱动电源。
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