Проблемы с драйвером мосфетов IR2104

[MaxNox]

Собираю схему полумоста на IR2104 и мосфетах irf3205. За основу использовал прикрепленную схему, взяв естественно только один драйвер и два мосфета. Питание драйверов и мосфетов 12вольт. Сигналы на SD и IN идут от платы микроконтроллера и амплитуда их 3.3в Проблема в том что на выходах драйвера HO LO разное напряжение. На HO порядка 20+ вольт, на выходе LO порядка 10-12 вольт. Не могу понять нормально ли это и почему такое может происходить.

[Телекот]

Не могу понять нормально ли это и почему такое может происходить.

Потому что на выходе НО напряжение измеряется относительно Vs.

Сигналы на SD и IN идут от платы микроконтроллера и амплитуда их 3.3в

Мало, на пределе, этот драйвер рассчитан на нормальный логический уровень 5в.

[MaxNox]

Телекот писал(а):

Не могу понять нормально ли это и почему такое может происходить.

Потому что на выходе НО напряжение измеряется относительно Vs.

Сигналы на SD и IN идут от платы микроконтроллера и амплитуда их 3.3в

Мало, на пределе, этот драйвер рассчитан на нормальный логический уровень 5в.

По уровню питания логики руководствовался даташитом IR2104-3.3V, 5V and 15V input logic compatible.

Что-то не получается оциллографом измерить напряжение между HO и Vs. Если HO мерять относительно земли, то можно считать что такое расхождние между HO и LO нормальное?

[ПростоНуб]

MaxNox, осциллограф однолучевой? Если двухлучевой, то смотрим A-B.

[MaxNox]

ПростоНуб писал(а):

MaxNox, осциллограф однолучевой? Если двухлучевой, то смотрим A-B.

Это следует читать как смотрим разницу( амплитуда на канале A минус амплитуда на канале B)? Просто уточняю.

Добавлено after 28 minutes 8 seconds:
1канал- щуп кинут на HO
2канал-щуп кинут на LO

[ПростоНуб]

MaxNox, да. По крайней мере у меня этот режим именно так называется:

Спойлер

[MaxNox]

То же самое, только совмещено.


1канал- щуп на HO
2канал- щуп на Vs, фактически выход с 1го мосфета на 2й мосфет.


Добавлено after 2 minutes 55 seconds:
1-щуп на HO
2-щуп на Vs
В разных масштабах.
Интересует правильная ли картинка получается на выходе с мофетов-фактически сигнал на нагрузку полумоста?




Добавлено after 2 minutes 32 seconds:

ПростоНуб писал(а):

MaxNox, да. По крайней мере у меня этот режим именно так называется:

Спасибо за детализацию, понял в каком разделе(Математика) искать данный пункт.

[terio007]

Разница между Vs и HO практически равна напряжению питания драйвера.

[MaxNox]

Итак, следующая проблема. При запитывании ( микроконтроллер формирующий ШИМ запитан от стабилизатора 3.3 вольта)драйвера и мосфетов 10 вольтами наблюдается нормальная картина


Первая картинка:
1канал-Vs, точка между мосфетами
2канал-HO линия с драйвера мосфетов
Вторая картинка- выход ШИМ с микроконтроллера.



Добавлено after 1 minute 46 seconds:
При запитывании 11 вольтами


Добавлено after 1 minute 6 seconds:
При 12 вольтах



Добавлено after 3 minutes 4 seconds:
Планирую, запитывать в будущем от стабилизатора 12 вольт, соответственно ожидаю такую кривую картинку на выходе с мосфетов. Отсюда вопрос, как это исправить? Не понятно что на что влияет-то ли мосфеты и драйвера влияют на ШИМ проца, а он уже снова на них, то ли изначально ШИМ искажается и уже естественно отражается на драйвере и мосфетах.

[terio007]

Возможно это вопрос грамотной разводки цепей управления драйвером и управления мосфетом. а также развязки по питанию процессора.
Можно глянуть тут https://www.compel.ru/lib/ne/2013/5/6-k ... vodstva-ir

[MaxNox]

ссылка не работает.

[lycozoid]

1). Осциллограф следует подключать коаксиальным кабелем, с короткой "развилкой" на стороне щупов, не одиночными проводами, иначе увидите наводки "по воздуху" от окружающей аппаратуры.
2). Кабель со стороны осциллографа нужно терминировать на его волновое сопротивление.
3). Если на вход кабеля добавить последовательный резистор, совместно с волновым сопротивлением кабеля образуется делитель, 10:1 или сколько будет удобно, чтобы сильно не садить наблюдаемый сигнал.
4). Если штатный щуп не соответствует описанному - он не годится, вместо реальных сигналов увидите "ересь". А мы будем гадать - почему "оно" и откуда.
5). Если штатный щуп - активный, с буферным усилителем - терминировать его кабель все равно нужно.
6). Сигналы на этот момент - "полнейший ужас" (C)Алиса. По наводкам, мусору/иголкам и пульсациям на "горизонталях" - сказано выше, этого всего - "должно не быть". Подозреваю, что "этого" и нет в реальности. Пройдитесь по п.п. 1) - 5), удостоверьтесь и отпишитесь, после будем думать дальше.
7). Мне также не нравятся и фронты/спады сигналов на затворах, слишком пологие. Почему? А потому, что драйверы IR2104 - высоковольтные, "слабые", максимум, что им по силам - 2-3-х амперные высоковольтные транзисторы с легкими затворами - "low gate charge". А у Вас они нагружены на irf3205 - "тяжелые" мощные низковольтные ключи. При таких фронтах будет заметный нагрев ключей. Выход - добавить эмиттерные повторители на паре npn+pnp на 2-3 ампера пикового тока, например, MJE170+MJE180. Или интегральный драйвер - например, MCP1416- 1.5a пиковый ток, TC4420, MAX4420, MIC4420, FAN3100 - 6a, FAN3122 - 9a. А лучше - просто взять соответствующие транзисторам низковольтные драйверы вместо IR2104 : а) полумост - ADP3413, ADP3418, FAN5009, FAN5109, ISL6207, NCP3420, NCP5351, NCP5359, NCP5901, NCP5911; б) полумост+токозащита(!) - LT1158CSW; в) 2 полумоста - HIP6602, ISL6614; г) полный мост - HIP4081A. Это из старых - с материнок уровня P4. А есть ведь и поновее...
8). Нагрузка - двигатель? Пусковые и тормозные "экстратоки" на уровне, обусловленном омическим сопротивлением обмоток - предусмотрели? При торможении двигатель=генератор, и энергию, которую он выработает, надо будет куда-то пристроить.
9). По схеме - зашунтировать мосфеты шоттки-диодами на те же "экстратоки". Хотя бы на время экспериментов. Убережет от открытия паразитного NPN-транзистора при быстрой коммутации индуктивной нагрузки. И - снабберы - например, 0.1мкф+3.3Ом - параллельно мосфетам - где? Добавьте. И заменить 1N4148 - на шоттки 1N5819 - напряжение питания и так низкое, + 0.3в для драйвера - на дороге не валяются. Резисторы в затворах - 100 Ом - для irf3205 много, 10 Ом - будет получше.
10). По поводу разводки - очень обширный вопрос. Ключевые моменты: Жирная силовая разводка; соединение СИЛЫ и УПРАВЫ в точках - исток и затвор, и нигде более (Кельвин-коннекшн). Макетировать "на проводах" - наказуемо возбудом на ВЧ (мосфеты это умеют) и приходом композитора (И.С. Баха). И не надейтесь на то, что на низком напряжении - обойдется, тут просто другие сложности. Покажете монтаж и разводку платы - будут и конкретные подсказки, пока же сей "конь" еще слишком "сферичен".

Уфф, вроде усе... А ведь я, "чукча" - вроде бы совсем не писатель, однако...

[MaxNox]

Спасибо за развернутый ответ. Есть над чем подумать. Черкнул вам в личку.

[Полосатый]

У нормальных щупов есть подстроечный конденсатор - тыкаемся в заведомо прямоугольный сигнал и добиваемся максимальной прямоугольности на осциллографе. Делитель 1:10 - само собой, чтобы ёмкость кабеля и входа не влияла. А терминировать штатное входное сопротивление 1 МОм до волнового 50-75 Ом - это сильно на любителя

Я бы выкинул электролит и поставил только керамику на 2-3 мкф. "Тяжёлые" транзисторы в моём понимании - с большой ёмкостью затвора. Можно уменьшить затворные резисторы в 2 раза и посмотреть что будет.

[MaxNox]

Полосатый писал(а):

"Тяжёлые" транзисторы в моём понимании - с большой ёмкостью затвора.

А менее тяжелые транзисторы, подходящие под драйвер 2104 это например какие?

[Полосатый]

Например, IRFD210. Смотря каким током надо рулить. IRF510 на 5,6А.

[harvester_030]

У 2104 все должно быть ровно до 20в. Соедините для теста VS с COM и VB с VCC, без нагрузки. 22мкф, уже писали - там 1-2 керамики будет достаточно (посмотрите напругу на них). Но для большой частоты большая емкость не нужна. Раз уж здесь 2104, номиналы резисторов в затворы выбирайте из ее максимального тока. Кстати, питание идет не от импульсника? Если да, то возможны выбросы как на скрине ниже. А оно и на мк будет влиять.

[MaxNox]

harvester_030 писал(а):

У 2104 все должно быть ровно до 20в. Соедините для теста VS с COM и VB с VCC, без нагрузки. 22мкф, уже писали - там 1-2 керамики будет достаточно (посмотрите напругу на них). Но для большой частоты большая емкость не нужна. Раз уж здесь 2104, номиналы резисторов в затворы выбирайте из ее максимального тока. Кстати, питание идет не от импульсника? Если да, то возможны выбросы как на скрине ниже. А оно и на мк будет влиять.

Если снять мосфеты, то характеристики будут ровные. Проблемы начинаются когда мосфеты подключены к драверу и питанию. И если потом к мосфетам подключить нагрузку проблемы ухудшаются. То есть дело не в 21049 как я теперь уже понимаю) а в комплексе - когда вмме вместе взаимодействует. И мосфеты и драйвера.

[harvester_030]

Тогда остаётся только усиливать выход 2104. Или накосячено с разводкой.

[MaxNox]

harvester_030 писал(а):

Тогда остаётся только усиливать выход 2104. Или накосячено с разводкой.

Как усиливать например?