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NMOS浮地驅(qū)動關(guān)斷異常

小弟最近想利用NMOS對40V至450V的可調(diào)直流電壓進行開斷，頻率想達到10kHz，輸出端高電平時間想最小能達到5us，做了個板子，可是在NMOS關(guān)斷時出現(xiàn)關(guān)斷十分緩慢的現(xiàn)象，電路原理圖如下圖圖一。

后來小弟將一個100k歐姆的電阻串聯(lián)在NMOS的s端和參考地之間，電路圖如圖二，發(fā)現(xiàn)有所改善，但是效果還不理想，某次關(guān)斷效果圖如圖三，黃色波形為輸出高壓端與參考地24V01-間電壓差。

因為是NMOS浮地驅(qū)動，因此小弟圖一和圖二中的mos驅(qū)動IC的12V05+和12V05-是由一個隔離的電源模塊供應(yīng)的，與參考地24V01-應(yīng)該是隔離的，不知關(guān)斷異常是否是我的驅(qū)動方式選擇有問題還是其他原因？

對了，小弟還嘗試測量MOS管GS端的電壓，但是發(fā)現(xiàn)不能正常測量，測量結(jié)果如圖四中的紅色波形，小弟是將示波器的兩個探頭直接接在GS端，是浮地不能正常測量還是其他可能原因呢？

還請各位大俠指教小弟一下，感激不盡?。?！或者有什么需要補充的，小弟一定加以補充。其實小弟的最終目標是希望能夠控制40V至450V的直流電壓快速導(dǎo)通和開斷，懇請大俠們有其他方式也指教下小弟，先謝謝大家！

1

圖一

2

圖二

3

圖三

4

圖四

全部回復(fù)(35)
正序查看
倒序查看
yuyuyu5
LV.8
2
2020-11-02 10:23
NMOS問題 ,換示波器測試
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2020-11-02 10:28

驅(qū)動方式不對，應(yīng)該用自舉驅(qū)動方式，或者把NMOS放在負極做低邊開關(guān)。

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2020-11-02 13:58
@yuyuyu5
NMOS問題,換示波器測試
請問NMOS啥問題呢？示波器應(yīng)該沒問題的呀，測量其他量都是可以的
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2020-11-02 14:01
@ymyangyong
驅(qū)動方式不對，應(yīng)該用自舉驅(qū)動方式，或者把NMOS放在負極做低邊開關(guān)。

我給MOS驅(qū)動IC供電的電源是12V的，這個12V是用另一個隔離電源模塊供電，然后這個12V的低電平端和NMOS的S端相連，這樣驅(qū)動浮地的NMOS也不可以嗎？

可是如果不可以的話為啥圖三會出現(xiàn)可以開關(guān)MOS的波形呢？

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謝開源
LV.5
6
2020-11-02 14:32
@使弓弦啊
我給MOS驅(qū)動IC供電的電源是12V的，這個12V是用另一個隔離電源模塊供電，然后這個12V的低電平端和NMOS的S端相連，這樣驅(qū)動浮地的NMOS也不可以嗎？可是如果不可以的話為啥圖三會出現(xiàn)可以開關(guān)MOS的波形呢？
你最好把完整電路發(fā)出來才好分析
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2020-11-02 14:41
@謝開源
你最好把完整電路發(fā)出來才好分析

這是和高壓部分相關(guān)的電路圖

圖五 隔離電源模塊

圖六 單片機信號及隔離電路

圖七 逆變升壓電路

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謝開源
LV.5
8
2020-11-02 16:46
@使弓弦啊
這是和高壓部分相關(guān)的電路圖[圖片]圖五隔離電源模塊[圖片]圖六單片機信號及隔離電路[圖片]圖七逆變升壓電路
斷開mos,直接接一個電容在驅(qū)動IC的輸出端看波形怎么樣？
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2020-11-02 16:59
@謝開源
斷開mos,直接接一個電容在驅(qū)動IC的輸出端看波形怎么樣？
我把元件都焊在PCB上了，不太好弄，有其他大俠回復(fù)我說可能是我的驅(qū)動IC選的不是浮地的問題，您看會不會是這樣呢？
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謝開源
LV.5
10
2020-11-02 17:03
@使弓弦啊
我把元件都焊在PCB上了，不太好弄[圖片]，有其他大俠回復(fù)我說可能是我的驅(qū)動IC選的不是浮地的問題，您看會不會是這樣呢？
實在不行改用IR2117這類芯片
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2020-11-02 17:33
@謝開源
實在不行改用IR2117這類芯片
謝謝您，我再看看測測
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xue007
LV.9
12
2020-11-16 18:51
@使弓弦啊
謝謝您，我再看看測測
驅(qū)動電路要用個小的驅(qū)動變壓器才行
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2020-11-16 19:54
@xue007
驅(qū)動電路要用個小的驅(qū)動變壓器才行
可是我覺得我這個和變壓器驅(qū)動時一樣的呀，而且我現(xiàn)在能測到GS波形如下圖紫色波形，DS波形如黃色波形，這是不是說明驅(qū)動方式?jīng)]問題呢？可是DS端的電壓又和S端對地的負載電阻有很大關(guān)系，電阻阻值越小，斷開時DS端電壓升壓越快，請問這是為啥呢？
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xue007
LV.9
14
2020-11-16 20:31
@使弓弦啊
可是我覺得我這個和變壓器驅(qū)動時一樣的呀，而且我現(xiàn)在能測到GS波形如下圖紫色波形，DS波形如黃色波形，這是不是說明驅(qū)動方式?jīng)]問題呢？可是DS端的電壓又和S端對地的負載電阻有很大關(guān)系，電阻阻值越小，斷開時DS端電壓升壓越快，請問這是為啥呢？[圖片]
你那個電壓不匹配！功率管導(dǎo)通后電壓會升高。
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2020-11-17 14:16
@xue007
你那個電壓不匹配！功率管導(dǎo)通后電壓會升高。
您說的是哪個電壓呢？S端電壓當MOS管導(dǎo)通后當然會升高啊，但是給MOS驅(qū)動芯片供電的電壓是由220V經(jīng)過一個220V轉(zhuǎn)12V的電源模塊單獨供電的呀，該12伏的參考地與S端相連，S端升高的話G端也會隨之升高，所以MOS的GS端才會是一個紫色的矩形波。GS端已經(jīng)是一個矩形波的情況下，能不能說明MOS的驅(qū)動是正常的呢？
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2020-11-18 09:15

快速關(guān)斷應(yīng)該是要加放電管的。

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2020-11-18 10:13
@boy59
[圖片]快速關(guān)斷應(yīng)該是要加放電管的。

您好，請問您加的是一個反相器嗎？作用是什么呢？還有您說的放電管該怎么加呀？現(xiàn)在的情況是我把之前漏畫的網(wǎng)絡(luò)補上（如下圖1），GS端波形已經(jīng)是個矩形波，就是下圖（下圖2）中的紫色波形，但是S端對其參考地電壓受負載影響很大。

有其他大俠說這是因為MOS管在DS間有個電容Coss，斷開時要通過負載電阻給該電容充電，電阻大的話充電慢，然后S端對地波形也就變化慢，您看是這個原因嗎？如果是這個原因除了減小電阻值還有其他方法嗎？比如您說的加放電管該怎么加呀？再次感謝您！

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2020-11-18 12:50
@使弓弦啊
您好，請問您加的是一個反相器嗎？作用是什么呢？還有您說的放電管該怎么加呀？現(xiàn)在的情況是我把之前漏畫的網(wǎng)絡(luò)補上（如下圖1），GS端波形已經(jīng)是個矩形波，就是下圖（下圖2）中的紫色波形，但是S端對其參考地電壓受負載影響很大。有其他大俠說這是因為MOS管在DS間有個電容Coss，斷開時要通過負載電阻給該電容充電，電阻大的話充電慢，然后S端對地波形也就變化慢，您看是這個原因嗎？如果是這個原因除了減小電阻值還有其他方法嗎？比如您說的加放電管該怎么加呀？再次感謝您！[圖片][圖片]

不好意思沒仔細看貼，采用這種浮地驅(qū)動放電管還需要采用光耦隔離(或其它隔離器件)，圖中有畫放電管的位置另一個器件是反相器。

另外這是空載測量嗎？實際使用時帶上負載關(guān)斷速度就快了。

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2020-11-18 14:18
@boy59
不好意思沒仔細看貼，采用這種浮地驅(qū)動放電管還需要采用光耦隔離(或其它隔離器件)，圖中有畫放電管的位置另一個器件是反相器。另外這是空載測量嗎？實際使用時帶上負載關(guān)斷速度就快了。

您好，PWM3在輸入前是經(jīng)過一個IIC的通信隔離芯片隔離過的，如下圖，這樣應(yīng)該算是隔離了吧？

您說的放電管我還沒弄明白是怎么弄，您能再說一下嗎？

另外那個圖不是空載測的，而是接了一個10K歐的電阻。

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謝開源
LV.5
20
2020-11-18 15:02
@使弓弦啊
您好，PWM3在輸入前是經(jīng)過一個IIC的通信隔離芯片隔離過的，如下圖，這樣應(yīng)該算是隔離了吧？您說的放電管我還沒弄明白是怎么弄，您能再說一下嗎？另外那個圖不是空載測的，而是接了一個10K歐的電阻。[圖片]
有可能是你的地線沒弄好：為了驅(qū)動Mos,驅(qū)動IC和MCU的GND pin 都接在了Battery+,但同時MCU有部分電路GND pin需要接Battery,所以就``````
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2020-11-18 15:16
@謝開源
有可能是你的地線沒弄好：為了驅(qū)動Mos,驅(qū)動IC和MCU的GNDpin都接在了Battery+,但同時MCU有部分電路GNDpin需要接Battery,所以就``````
可是我的MCU的GND和驅(qū)動IC的GND不是接在一起的，MCU的GND在電路圖中的網(wǎng)絡(luò)是24V01-，驅(qū)動IC的GND是和MOS管的S端接在一起的呀
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2020-11-18 16:59
@使弓弦啊
您好，PWM3在輸入前是經(jīng)過一個IIC的通信隔離芯片隔離過的，如下圖，這樣應(yīng)該算是隔離了吧？您說的放電管我還沒弄明白是怎么弄，您能再說一下嗎？另外那個圖不是空載測的，而是接了一個10K歐的電阻。[圖片]

大概就是上圖這個樣子。

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2020-11-18 23:21
@boy59
[圖片]大概就是上圖這個樣子。

大俠，我理一下這圖放電管的工作順序，請您看看對不對。

當綠色的兩個引腳有壓差時，藍色的MOS導(dǎo)通，光耦斷開，紅色的MOS斷開，此時電路向負載供電；當綠色的兩個引腳沒有壓差時，藍色的MOS斷開，光耦導(dǎo)通，此時紅色的MOS的GS端有壓差，紅色MOS導(dǎo)通，加快藍色MOS的S端的對地電壓變化。

也就是說放電管實際上是使得藍色MOS斷開后S端與地形成一個低阻的通路，而藍色MOS導(dǎo)通時則使得該低阻通路不再存在，是這樣嗎？

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2020-11-19 08:37
@使弓弦啊
大俠，我理一下這圖放電管的工作順序，請您看看對不對。當綠色的兩個引腳有壓差時，藍色的MOS導(dǎo)通，光耦斷開，紅色的MOS斷開，此時電路向負載供電；當綠色的兩個引腳沒有壓差時，藍色的MOS斷開，光耦導(dǎo)通，此時紅色的MOS的GS端有壓差，紅色MOS導(dǎo)通，加快藍色MOS的S端的對地電壓變化。也就是說放電管實際上是使得藍色MOS斷開后S端與地形成一個低阻的通路，而藍色MOS導(dǎo)通時則使得該低阻通路不再存在，是這樣嗎？[圖片]
對的，是這樣的過程。
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2020-11-19 09:13
@使弓弦啊
大俠，我理一下這圖放電管的工作順序，請您看看對不對。當綠色的兩個引腳有壓差時，藍色的MOS導(dǎo)通，光耦斷開，紅色的MOS斷開，此時電路向負載供電；當綠色的兩個引腳沒有壓差時，藍色的MOS斷開，光耦導(dǎo)通，此時紅色的MOS的GS端有壓差，紅色MOS導(dǎo)通，加快藍色MOS的S端的對地電壓變化。也就是說放電管實際上是使得藍色MOS斷開后S端與地形成一個低阻的通路，而藍色MOS導(dǎo)通時則使得該低阻通路不再存在，是這樣嗎？[圖片]

估計你是想要的是一個輸出40V- 450V可調(diào)的脈沖方波，利用初級的開關(guān)就可以同時實現(xiàn)升壓和脈沖輸出的。

看看這樣的電路滿足你的需求不？前級調(diào)壓采用buck-boot電路效率會高些。

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2020-11-19 10:57
@boy59
估計你是想要的是一個輸出40V-450V可調(diào)的脈沖方波，利用初級的開關(guān)就可以同時實現(xiàn)升壓和脈沖輸出的。[圖片]看看這樣的電路滿足你的需求不？前級調(diào)壓采用buck-boot電路效率會高些。

謝謝大俠，輸出的方波脈沖時間希望可以在幾十us到幾十甚至幾百ms間可調(diào)，這樣做的話能提供這么長時間的脈沖嗎？

然后我還有一點疑問，就是我現(xiàn)在也是變壓器和NMOS串聯(lián)，變壓器是一個單繞組輸入雙繞組輸出的變壓器（變壓器原理圖中還未修改為雙繞組），但是輸出只用了一個繞組，可是以40kHz的頻率控制NMOS的開關(guān)后，變壓器的輸入和輸出都是正弦波而不是方波（圖2中紫色為GS波形，黃色為變壓器輸出波形），這可能是什么原因呢？可能是因為NMOS導(dǎo)通時的電阻大（2歐）嗎？還是變壓器（40kHz的1V電壓下初級電感測試為40uH）有問題呢？

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2020-11-19 11:22
@使弓弦啊
謝謝大俠，輸出的方波脈沖時間希望可以在幾十us到幾十甚至幾百ms間可調(diào)，這樣做的話能提供這么長時間的脈沖嗎？然后我還有一點疑問，就是我現(xiàn)在也是變壓器和NMOS串聯(lián)，變壓器是一個單繞組輸入雙繞組輸出的變壓器（變壓器原理圖中還未修改為雙繞組），但是輸出只用了一個繞組，可是以40kHz的頻率控制NMOS的開關(guān)后，變壓器的輸入和輸出都是正弦波而不是方波（圖2中紫色為GS波形，黃色為變壓器輸出波形），這可能是什么原因呢？可能是因為NMOS導(dǎo)通時的電阻大（2歐）嗎？還是變壓器（40kHz的1V電壓下初級電感測試為40uH）有問題呢？[圖片][圖片]

脈沖時間長變壓器個頭可能要大一些，還可以采用交錯的方式既兩個變壓器、兩個MOS管，通過交錯時序控制恒壓輸出都可以實現(xiàn)。

這個正弦波可能是漏感跟前面C1、C7兩顆電容諧振造成的，用1/(2*pi*√L*C)估算一下大概在40-50kHz附近。

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2020-11-19 11:32
@boy59
脈沖時間長變壓器個頭可能要大一些，還可以采用交錯的方式既兩個變壓器、兩個MOS管，通過交錯時序控制恒壓輸出都可以實現(xiàn)。這個正弦波可能是漏感跟前面C1、C7兩顆電容諧振造成的，用1/(2*pi*√L*C)估算一下大概在40-50kHz附近。

這樣啊，謝謝您！可是目前按照目前的方案做了一部分，想試著小改一下，再次改版會嘗試您說的電路結(jié)構(gòu)。

然后變壓器正弦波的圖中沒有C1呀。C7連的是MOS的GS，這樣和變壓器原邊有回路嗎？如果像您說的那樣，解決方案是減小漏感和去掉C7嗎？

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2020-11-19 13:13
@使弓弦啊
這樣啊，謝謝您！可是目前按照目前的方案做了一部分，想試著小改一下，再次改版會嘗試您說的電路結(jié)構(gòu)[圖片]。然后變壓器正弦波的圖中沒有C1呀。C7連的是MOS的GS，這樣和變壓器原邊有回路嗎？如果像您說的那樣，解決方案是減小漏感和去掉C7嗎？
電路還是之前的電路只是頻率由1kHz升高到40kHz？
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2020-11-19 13:32
@使弓弦啊
這樣啊，謝謝您！可是目前按照目前的方案做了一部分，想試著小改一下，再次改版會嘗試您說的電路結(jié)構(gòu)[圖片]。然后變壓器正弦波的圖中沒有C1呀。C7連的是MOS的GS，這樣和變壓器原邊有回路嗎？如果像您說的那樣，解決方案是減小漏感和去掉C7嗎？
有一種可能是輸出二極管選錯了，如果用的是整流二極管R2000而不是快恢復(fù)R2000F可能會出現(xiàn)這種情況。
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2020-11-19 14:11
@boy59
有一種可能是輸出二極管選錯了，如果用的是整流二極管R2000而不是快恢復(fù)R2000F可能會出現(xiàn)這種情況。

電路的確是之前的電路沒改，但是我也在R2000之后的電阻端測過，只有一個極性是有電壓的，然后焊上了電解電容，如果是二極管的問題的話，我次級那兩個電解電容不會炸嗎？

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