马达驱动电路说明

馬達驅動電路說明

CMOS/TTL

有人能說明一下中間框起來的電路是有什麼作用

前面是光耦合電路,後面那是全橋驅動電路

電路圖:

/0352/1_25.jpg

越詳細越好,謝謝

∙2009-03-28 02:00:44補充

忘了說明,全橋電路元件是採用IGBT來當開關

所以這顆IR2101就是用來驅動IGBT的,為了要使G點的電位比E點的高,才有辦法導通來控制馬達動作,這樣對嗎?

∙2009-03-30 00:23:02補充

現在有個問題,就是我的光耦合IC會燒掉,我的電路是用焊接的,應該是沒

接錯,檢查過蠻多次的,會是電路設計有問題嗎

最佳解答

∙發問者自選

全橋電路(full bridge)又稱H bridge. 將其中間切開就變成左右兩個半橋(half bridge).

一般半橋電路可由二個電晶體,MOSFET或是IGBT等功率元件所構成,也有電晶體與MOSFET混著用,一般上面那顆功率元件稱為上臂,下面那顆功率元件叫下臂.

你的電路圖裏上下臂的功率元件都是NMOS.IR2101是驅動由NMOS或IGBT所構成的半橋的Gate driver. 由於上臂的NMOS於導通時,G極的電壓必須高於D極電壓約12V,所以IR2101外接二極體與電容做charge pump的功能,其可使G1與

G3的電壓於NMOS G1與NMOS G3導通時為24V(比外加電壓高12V).除了驅動半橋之外,一般也會把一些保護功能加入,如上下臂短路保護,過溫保護....除了

IR2101外,IR亦有一系列的產品,其他ST,Farchild等亦有類似產品.

但你的電路電壓只有12V,如果上臂改成PMOS,就可用簡單的電晶體電路將Gate driver取代掉.

∙2009-03-28 06:42:59補充

要使IGBT導通,G點的電位比E點的高,但上臂的IGBT導通時,E點的電位可說是與C點的電位相同的,C點的電位是外加電壓Vcc,所以此時G點的電壓必須約為Vcc+12V左右,但VGE電壓也不能太高,不然IGBT會失效,

所以會在GE間並一顆15V的基納二極體.

∙2009-03-28 06:43:49補充

Gate driver的一個功能就是邏輯訊號透過它就可直接驅動half bridge,所以

一般微處理器的5V或3.3V控制訊號就可直接驅動(ST的L6388就可接受

3.3V的控制電壓來驅動half bridge),但因如IR2101此類架構的Gate Driver

並無隔離,所以可在其間加高速光耦合器做隔離,TLP-250就是此作用.

有的Gate driver 可設上下臂的dead time,你也可在IGBT的Gate端驅動電

路動手腳(於30omh電阻並一個二極體與電阻串接的電路),使Gate充電和放電的時間不同,使能先關後開,才不會上下臂短路.

∙2009-03-28 06:53:16補充

電路圖中IR2101上有一棵二極體與一顆電容,於下臂導通時,S1與地相通,所以此時二極體導通,電容充電到12V,當下臂不通時,電容電壓就為

S1+12V,S1就是IGBT的E極,所以此時電容已具備好驅動上臂的電壓了.

∙2009-03-29 00:16:28補充

IGBT要倒通時,G點的電壓必須高於E點足夠的電壓,下臂IGBT的E點接地,所以G點的電位只要約12V就可使IGBT完全導通;但上臂的E點其電為是浮動的,下臂導通時電壓接近0V,上臂導通時電壓約Vcc,所以上臂的

IGBT驅動較麻煩.如IR2101的gate driver是用來解決此問題,用來驅動half bridge.

∙2009-03-29 05:56:56補充

若馬達電壓只有12V,請不要使用IGBT,可改用MOSFET.若馬達電壓是高壓,則使用IGBT就較合適,但此時IR2101的電壓應該還是要接12V左右.

∙2009-03-30 06:51:08補充

你的TLP-250電路圖上面有一顆二極體與電容,看起來好像charge pump,但又不是,看data sheet 其內部輸出是NPN與PNP構成的totem pole電路,所以其實它就可直接驅動IGBT(不須IR2101了),只是需要六顆,上臂那三顆還是要接charge pump.

∙2009-03-30 06:53:51補充

不然就將TLP-250換成類似如下之光耦合器,外加電壓應該5V就好,電阻應該加在射極與地之間,射極為Vo,先不接IR2101,看其與輸入訊號的響應,若不夠快就要換高速的photo coupler.

/upload/product_pdf/EL817_198.pdf

還有用在IR2101的二極體必須是高速二極體,不然你會看到上臂沒動作.

∙2009-03-30 07:45:34補充

對不起,你的gate driver改用TLP-250只要四顆就好,一顆IGBT一顆,另外光耦合器和IR2101之間的限流電阻只有8.1歐姆似乎太小了,換成幾k歐姆的詴詴吧,

∙2009-03-30 09:12:11補充

IGBT的Gate是電容姓負載,為了使開關快速,減少開關損,所以與IR2101間之電阻只有30歐姆,甚至可以更低,以使有較大的充電電流,但開關快相對電磁干擾較嚴重.

TLP-250的8.2歐姆電阻應該是用來驅動IGBT或MOSFET時用的,但你們拿它來驅動IR2101時電阻就應加大,但還是怪怪的,若要用TLP-250就將IR2101去掉,若要用IR2101就如上更換較合適的光耦合器.