| | | | | 二、直流多电平电容隔离驱动
原理:
无驱动时C2左边的电压=0,通过D2、R4、R2为其充电,因为电池电压基本上是稳定的,所以C2很快被充电,右边电压稳定在U7+电压上,比如是100V;
这时如果I/O6有驱动,使C2左边提升了14V,由于电容两端的电压不能突变,因此该电压就传递到C2右边,达到114V,相对U2的S脚就是14V,管子导通。
这种驱动方式的几个要点:
1、MOS的S脚一定是 直接接在一个(相对驱动地)稳定的电压上(比如电池或者电解),换句话说,凡是MOS的S脚电压是稳定的,都可以这样驱动。再换句话说,左右两边必须共地,不能隔离。
2、MOS只有常关和PWM驱动两个工况,不能常开。或者只有常开和PWM驱动两个工况,不能常关。
3、GS间一定要有个泄放电阻,形成(唯一的)直流泄放通道。
4、左右两边的端口必须做好(二极管或者稳压管)钳位,马虎不得。
5、保证:Cu7>>C2>>Cgs
ymshine:
您好!我问一下:我就是用的电容隔离法驱动的MOSFET,但是我测得mosfet的Vgs的波形是:有正负的,低电平时可以达到-10V,而高电平时大概+5V,怎样才能让驱动电压整体提高10V左右(低电平时0V,高电平时15V)呢?是在mosfet的门级处加点什么元件呢?
nc965:
靠钳位二极管的钳位电压来调整正负脉冲幅度,比如D2正接到U2的S脚,负电压就被钳位到-0.7V了,剩下的就是正电压。注意:钳位幅度要稍大于驱动脉冲电平幅度,不然驱动负载就重了。 |
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| | | | | | | 关键是我想提高高电平时的正向电压啊,现在只有+5V,而低电平我确实用二极管钳位了。 |
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| | | | | | | | | 仿了一下,只要钳位适当,波形很好啊,大小占空比波形都不乱,比变压器隔离驱动规矩得多。
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| | | | | | | | | | | 你这图上,NMOS的s端+110V电,d端100V电,管子内部体二极管居然没有直通? |
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| | | | | | | | | | | 仿真波形没有错,但都不是真实的波形。因此在实际应用过程中因为负载的变化,使得仿真波形变幻莫测,失去意义。
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| | | | | | | | | D4上面不是开关,是去一个钳位点,省略示意了一下。 |
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| | | | | | | | | | | 这个电路也是有问题。是不是驱动IC输出也要加二极管
S极接GND
S极不是接GND
要加什么二极管,肖特基?W1是稳压二极管吗?
本帖最后由 q872529868 于 2015-10-10 22:55 编辑
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| | | | | | | | | | | | | 这个电路是仿过的,应该没有啥问题,驱动 IC(MCU)内部一般都有二级管,可以不加。
S级一般是与GND之间是有直流电平的,这个直流电平可以是电池、也可以是大容量电容。
最下面一级MOS的S极是接GND的,这一级可以直接驱动,也可以如图驱动。
W1是稳压管,与上图两个二极管的作用是等效的,保护驱动电路不过压。
二极管顺便啥型号都行,比如4148、4007
本帖最后由 nc965 于 2015-10-11 20:19 编辑
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仿真可以运行,但是实际电路中PWM正负各一半,还有个奇怪的现象,我用手指摸GND或者G极时MOS能导通,但是波形不会变。
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| | | | | | | | | | | | | | | 谢谢你的回复,现在MOS已经能正常开关了,但是波形好像有点问题
这是G机波形有问题吗?
隔离电容该怎么取值?
谢谢。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 波形正常啊,没见什么问题,只有正,没有负,不正是你想要的吗?
隔离电容的取值原则见2楼5项
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| | | | | | | 这几个图有用,学习了,浮驱...一直在晕晕地... |
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| | | | | | | | | 第一个图 我也分析不出上拉电流怎么走的
第二个图 是把输入电压减半来驱动,按理说到40V 不知为啥能到45V
第三个图 就简单些了 只是如果开能占空比过大或全开,就不适合用了 |
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| | | | | | | | | 图1中的Q18在MOS管关断初始阶段,集电结是不是比较脆弱? |
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| | | | | | | 请问图形2的驱动方法量产了么???
8~45V输入,P-mos的Vgs 能保证在+-25V/20V? |
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| | | | | | | [size=14.399999618530273px]能否解释下图1和图3中2N7002的作用呢,如果换成施密特触发器或者非门可以不 |
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| | | | | 对于顶楼的图,有几个问题请教斑竹:
1.稳定状态时,并且三极管开通时 :L2,C3相交的节点的电压 = Vin
这样输入电压低(和输出相差不多)的时候,如何能能浮驱动?
2。 如果1。的分析错误,讨教在三极管开通的时候,C3是放电还是充电? |
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| | | | | | | C3的电压有个建立过程,建立后高于Vin
三极管开通的时候,C3是放电 |
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| | | | | | | | | 在三极管开通的时候(S此时是0V 左右),C3的电压都能高于Vin。
那么电感L2:在整个周期就始终是反压。又因为二极管(d1)反向电流截止,因此电感始终没有电流的。但是,三极管开通的时候,C3是放电(你的意见~),电容的能量只出 不进 (电感始终没有电流),如何能始终维持在高于Vin的状态? |
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| | | | | YTDFWANGWEI- 积分:109861
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积分:109861 版主 | | | | | | 三极管导通的时候,是MOS管关断的时候,此时如果二极管(主回路)也关断,那么BUCK电感电流怎么走?原因很简单,就是三极管导通开始阶段,主回路二极管是必须导通的。 |
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积分:109861 版主 | | | | | | 在三极管开通的时候(S此时是0V 左右),C3的电压都能高于Vin....谁给他充的电,能让他电压比VIN还高?如果比VIN还高的话,那就没必要继续充电,等电压比VIN低了再充就行。 |
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| | | | | | | | | | | | | 请参照6楼 ;李斑竹的原话 ~
C3的电压有个建立过程,建立后高于Vin (这是李斑竹说的。。。) |
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积分:109861 版主 | | | | | | | | 那就没不要充了,其实电容上电压只要高于MOS管启动电压一定值后充不充都无所谓了,理解原理,没必要追求细节。也许LC形成谐振? |
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| | | | | | | | | 回6楼 (帖子太热了,找楼不方便 哈哈)
我5楼笔误,写错了。是开通(已经红字更正) |
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| | | YTDFWANGWEI- 积分:109861
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积分:109861 版主 | | | | 考虑二极管导通时候,C3两端的电压,如果断续,这个电路驱动就有问题了。跟输入与输出电压差无关。 |
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| | | | | | | | | | | 斑竹,方便分析参考,请将电容C3的波形也仿出来吧,谢谢~ |
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| | | | | | | | | | | | | C3是滤波电容,波形差不多是直流,开机立即建立,通过二极管、电感、电感、负载充电 |
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| | | | | | | 把几个波形图搞在一个框里,或者把仿真文件传上来吧。 |
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| | | | | | | 输入源电压 = 19 V
C3 左仿真的结果也是19V(三极管ON时刻)
5楼 理论分析 1。是对的 ~
电容两端的压将不可能比Vin要高 ,
李斑竹:电感L2的优势在哪里呢?能倍压吗? |
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| | | | | | | | | 能仿真太好了,羡慕中。。。
如其临渊羡鱼,不如退而结网。(哎,没毅力呀 ) |
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| | | | | | | | | | | 我看蓝天小弟喜欢钻研问题,仿真是一定得学的,也不难哈,老夫都奔6了,还在学。 |
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| | | | | | | | | | | | | 佩服啊!下次我不敢再叫你小李了。不知前辈为何如此热忠于电子技术研究,有时候我也会想我会做到什么时候。
几年前我也强调仿真的重要性,但很多人都认为没有太多意义,做个实物实验最实在,现在我相信很多人已经意识到了仿真的重要性了。 |
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| | | | | | | | | L2的本意是避免上述电路的加入引起Buck拓扑高频短路,首先保证拓扑成立这是一般的设计思路。
但是这里增加的电路似乎并没有破坏Buck拓扑,所以L2是可以取消的。测试的差距为,有L2,D1电流1mA,没有3mA。
L2没有倍压的意思,倍压还没有思路。不过越是低压的应用和采用更低耐压的MOSFET,其Vgs越低,看有没有倍压的必要?
C2左边(不是两端)的电压不低于输入电压,自举的意思。 |
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| | | | | | | 李斑竹啊, 您仿的这个是没有L2的。
如果加了L2呢(象您顶楼的原图),C3左的电压波形是什么样的?切盼 ~ |
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| | | | | | | | | | | 谢谢您~
按照我的思路和理论分析:
1。在三极管ON 的时候,其实C3的左边电位是在Vin附近很小范围的跌落(从2Vin 突跳到Vin,然后从Vin继续向下小范围内下跌)。此时电感是充电的。电容左边的电位下降(从Vin继续向下小范围内下跌)的幅度决定于:r2(1K)电阻的大小和L2的大小以及三极管ON的时间
2。在三极管OFF 的时候,电感在1。步的储能释放到了电容C3上(也就是电容C3两端的电压 刷新到Vin,弥补了1。步电容的电压跌落),同时L2电流复位到0 。复位电压(近似地)=电容左边的电位 - Vin = Vin
要是我会仿真就好了,就可以很直观地看出自己的推理分析是否正确~
回路电流之所以变小,是因为有电感1。步先储能,帮的忙。 |
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| | | | | | | 输入10 ~70V 这个驱动电路也可行?? |
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| | | | | | | | | 压差高了,D-S 要加稳压管限幅~
怕的是压差低了~ |
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| | | | | | | | | | | VDS? 我很关注它的Vgs,,Vgs很容易超过+-20V |
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| | | | YTDFWANGWEI- 积分:109861
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| | | | | | | | | | | | | 输入范围这么宽,C3电容电压很高?? Vgs电压会如何变化,麻烦仿真一下;。。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 李工,我觉得这个稳压管并联在C3上要好点。(将现在位置上的稳压管换成一电阻)
按照你当前的这样接法,低电压输入时稳压管无法击穿。并联接法,就不需要改电路,什么电压都可以作为Vin ,不知您以为然否? |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不尽然,我用MULTISIM仿真出来波形会没有不加稳压管好看 |
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| | | | | | | 这里的NMOS从道理上来说,应该是用PMOS的,这样就无须自举了!
例如把C3去掉,NMOS变为PMOS。
有的IC也用NMOS,但是用电荷泵,来提供一个高于Vcc的电压,以令NMOS导通的。
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| | | | | 绝对支持,正在为这个问题头疼,不知道有没有低压的集成的电路可以直接用? |
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| | | | | 我仿真成功,但发觉这个BUCK已不能满足一般的BUCK计算公式
Vout = Vin *D
想办法如何既能浮驱又不影响计算公式。
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| | | | | | | 当然满足,些微差异是理论与实际的区别,注意驱动逻辑是反的,0.7占空比的驱动源传到MOS那里是0.3 |
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| | | | | | | | | | | | | | | 各位大师:C3上的电荷来至Vin,在MOS的S脚处于低电平的时候充电,即续流二极管正向导通时充电,充电幅度要满足驱动电压,
c3 的充电路径怎么样?续流二极管导通时电流可以N到P吗?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 二极管是单相导电的,怎么能够走二极管?
续流二极管正向导通时充电的意思是:续流二极管正向导通时,负端电压很低,接近N,所以C3充电才有幅度。电流是走的L1. |
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| | | | | | | | | 从电路的安全角度来说,这种电路的可靠性是很低的,不适合大面积推广,只适合做一些低端设备 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 开帖的目的是说实现这些驱动有一些变通,如何用到实际产品,各种电压?也是需要进一步的变通。
比方说电压高怎么办?频率高怎么办?都要想办法变通,目的是使每个元件处于正常的、安全的工况,只要满足这些要求,都是可以实现的。
你们看,3楼图1是不是顶楼的电路将驱动改成了图腾柱?不就完善了?
你们再看,3楼的图3是不是也是1楼电容隔离驱动的一个应用? |
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| | | | | | | | | | | | | | | 三极管的基极为低电平时,D1,L2,C3,R1充电。
高电平时,nmos截止,续流二极管电压几乎为0,C3放电,但电阻R2比较大,应该没放多少。
所以总的来说,就是电容C3 基本维持一个电平,三极管截止时,给NMOS的栅极供电,但此电压一定要高于负载R1的电压几V以上才行,例如 维持5V左右的电压。电路参数需要试验选择!
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| | | | | | | | | | | | | | | 这个跟输入高压没有一点关系,就是输入24V也会死的很难看。
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| | | | | 请问楼主有没有实际搭建过这种浮充结构呢?有没有什么局限性? |
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| | | | | 我的是双向反激有源钳位的,上面的管子控制也可以采用类似于Buck的驱动共地方法吗? |
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| | | | | “L2的电感是保证Buck拓扑不高频短路”
头一次看见加这个电感的。。。
管子不应该用整流管,应该用肖特基管子、、 |
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| | xkw1cn- 积分:131377
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| | | | | 这个参数的驱动在一些情况下,必死无疑!!只能停留在理论阶段,实际应用还差的太远!!!!!!!!!! 本帖最后由 2119864330ti 于 2015-10-12 09:14 编辑
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| | | | | | | 不是太懂,不过我觉得原理是对的。现在做的东西用的IC已经把这个考虑进去了~ |
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| | | | | 好东西,试试看,看之前的帖子版主回复的是IR2128专用驱动芯片,现在手头上没有,想用IR2113只用高端部分,那低端应该怎么处理呢?版主试过没? |
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| | | | | | | | | 谢谢您的回复,MOS驱动供电我用的是一个220V转12V模块,12V和220伏是不共地的,然后12V的低电平端和MOS的s端相连,我的理解中,这是隔离的呀,为什么是不隔离的呢?我这种和用变压器隔离应该是差不多的呀。如果不是的话,为何能出现原帖图三的输出波形呢?
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| | | | | | | | | | | | | 您好,我还是没能理解,想请您指点一下,我已经发现之前有一处网络未与MOS管的S端连接,飞线连接后MOS的GS端可以测到正常的驱动矩形波,不存在关断延迟的问题,可是即使这样S端电压还是有关断延迟的问题,并未得到改善,这是因为MOS关断变慢还是因为S端对参考地间有电容呢?
还是没能理解您说的S端稳定的电平,因为MOS开断的意义就是使S端电平变化,不可能不变呀
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| | | | | | | | | | | | | 前辈,我又看了能驱动上管的MOS驱动,这种MOS驱动的地和要控制的电压的地一般是同一个地即可,我用的4420虽然不是能够接同一个地驱动上管的,但是4420的地和要控制的电压的地是不同的,我的理解中这和用变压器隔离驱动上管是一样的,不知为何不行,或者和变压器隔离的方式有何不同,自己想不通......您能指点我下吗?感激不尽!
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 谢谢前辈,我在那个帖子的25、26楼贴了测试波形,感觉想不通,您能拔冗看看吗?
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| | | | | 很棒的想法~ 另外,记得4~5年前,看过一篇韩国的驱动器的文章介绍的方法和作者想法很类似,遗憾的是文章没找到了。
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