前級全橋驅(qū)動詳解

再來重點講講全橋驅(qū)動電路吧。

先上圖：

先貼上驅(qū)動電路仿真出來的波形圖看看：

這是驅(qū)動供電電壓為15V，驅(qū)動占空比為48%，開關(guān)頻率為35KHZ，仿真開機5mS內(nèi)的驅(qū)動波形。

其中：

紅色為左橋臂下管波形；

綠色為左橋臂上管波形；

藍色為右橋臂下管波形；

棕色為右橋臂上管波形。

從整提的趨勢來看，在2-3mS以后的驅(qū)動波形基本穩(wěn)定了。

下面看看4-5mS時穩(wěn)定的波形：

再看看啟動始端最不穩(wěn)定的那一段的波形：

先來說說這個驅(qū)動波形的問題：

1.驅(qū)動電壓的最高值在14V左右；

2.驅(qū)動電壓的最低值在11V多點；

3.從啟動到驅(qū)動波形穩(wěn)定，橋臂上下管開關(guān)切換時的驅(qū)動電壓在2V左右。

再來一張加強驅(qū)動的波形：

驅(qū)動供電電壓、占空比、頻率都不變。

從趨勢來看，在1.5mS以后就穩(wěn)定了，比上面那張2mS之后才穩(wěn)定，在這個時間上是強了一點點，驅(qū)動電壓的幅度也整體上升了。

看看穩(wěn)定之后的波形，注意看幅值，提高到了13V左右，整體提高2V左右，驅(qū)動的確相對上面的加強了不少。

再來看看驅(qū)動始端那段不穩(wěn)定的波形。

最高值飄高到了19V左右，驅(qū)動電壓上來了，到實際對MOS而言，驅(qū)動的效果會不會有提升呢？相信有也是極小的，小到可以忽略了。

但再看看下端，驅(qū)動電壓最高的那段，下端也被懸浮了。開關(guān)橋臂切換的電壓被提高到了4V多點。

大多數(shù)的MOSFET的開啟閾值都在3-4V左右，也就意味著在這斷時間內(nèi)，開關(guān)橋臂是直通的。

直通的周期長達幾個周期，整體時間上看似也不算很長，

但這個對電瓶供電的開關(guān)橋臂而言，是致命的，電流瞬間就到了幾百A+

這就是加強驅(qū)動后，反而燒管的原因了。

同時，這個驅(qū)動電路很難讓開關(guān)橋臂切換的電壓剛好在0V

（可以對負端進行鉗位產(chǎn)生負壓讓切換點電壓位移至0V，但需要提高驅(qū)動供電的電壓，而且還得抑制灌電壓的問題）

而對于2V左右切換對于大多數(shù)功率MOSFET是完全沒問題的，但不排除部分低壓MOS的開啟閾值比較低的可能，所以這個驅(qū)動電路在選擇MOSFET時也得講究些。需要選用開啟閾值盡量高點的MOSFET。

更糟糕的事情是，這個驅(qū)動波形在實際電路中，很難捕獲到。

因為其出現(xiàn)的時間會隨驅(qū)動的參數(shù)而改變，并不是在第1個周期出現(xiàn)，除非模式抓取比較困難，當(dāng)然，如果你有牛B的的深存儲高采樣率的示波器，對開啟前數(shù)mS的波形進行捕獲是可以抓到的。

在這一點上不得不吐槽下我現(xiàn)在用的DPO2014了，有點不給力，還是比較中意上次試用的DS4054(DS4014)。

下面這張就是仿真5mS之后關(guān)機的波形：

關(guān)機后會發(fā)生震蕩

上圖中震蕩發(fā)生在5-6mS直接比較嚴重，而6mS之后的震蕩幅值在2V以內(nèi)，對MOSFET不構(gòu)成威脅，來一張5-6mS的波形放大看細節(jié)：

最糟糕的地方再放大看：

圖很直觀，出現(xiàn)直通了，而且是很嚴重的直通。

但這個問題被我完美解決了，或許我的解決辦法不是最好，大家可以先討論下有沒有其他的解決辦法。

由于對角橋臂的功率管時序一致，出現(xiàn)波形重合，所以導(dǎo)致測量的4個波形只顯示了2個。

下面把它們拆分為左橋臂和右橋臂：

圖都是高清的，可以直接點擊放大看，下面還是對5mS后關(guān)斷的地方繼續(xù)放大查看：

從波形圖上可以很直觀的看到，2個橋臂的都出現(xiàn)了直通。

在48V4000W的那個逆變器上，是通過檢測管壓降來處理這個直通問題的。

但這個管壓降檢測有2個非常大的問題：

1. 大電流的情況下，干擾比較嚴重，需要預(yù)留比較大的保護值余量。

2. 管壓降檢測直通式才動作，也就是直通已經(jīng)發(fā)生了，保護電路處于被動狀態(tài)。

下面先看我采用主動控制方式解決這個問題后的2個下管的驅(qū)動波形圖：

再放大了看：

看起來是不是很完美？

這個直通的問題雖然被解決了，而且是主動的控制方式解決這個問題了，但并不是說這個關(guān)斷后的震蕩問題就不存在了。

注意，這句話并不矛盾，下面貼上2個橋臂的波形看看就知道為什么這么說了：

再放大看看：

看明白了吧。

2個橋臂的上管仍然存在這個問題，但下管已經(jīng)不存在這個問題了，所以直通問題解決了，震蕩并沒有完全消除。

個人水平有限，不知道大家有沒有更好的解決方法能完全消除這個震蕩的問題，歡迎大家探討。