lyxooo1 发表于 2013-3-20 12:05:41

求助IR2104S

由于最近参加一个比赛，需要定制一款导通速度快，通过电流大的直流有刷电机驱动电路，以前使用过类似BTS7970这样的集成驱动芯片，但是由于其内阻稍大，并且导通速度稍慢，不能满足电机要求灵敏度和刹车性能强的要求，所以选择了 使用IR2104S +IRF3205进行驱动电路的设计在设计驱动电路之前，我已经设计了一个电源的模块，其中我的电源模块使用的是一块7.2V的锂电池供电，而模块全部都为DC-DC的隔离电源，所以出来之后的每一组电源的地都是分开的。这也是导致我这个问题发生的条件之一。首先我给电机供电为7.2V的电池直接供电，而使用IR2104的过程中我同时按照了以往的电路加了7400做逻辑转换，所以需要+5VCC 和其相应的+5_GND.同时也提供了+12V_VCC和+12VGND给芯片供电。但是由于IR2104的原理图中如下表示

通过对DATASHEET中的文件表示发现COM的功能为   Low side return   而不是GND，所以当我接电路的时候是这样接的：

所以导致一个问题就是 输入逻辑的混乱 ，由于我MCU为 5V供电，在MCU内部转为3.3V输出，我通过独立元件测试7400的时候发现其没有问题，最后的逻辑可以从7400输出，但是当接入2104S之后就无法工作了，而当我将 5V的地 12V的地和最后电池供电的地接在一起的时候，原有的7400工作正常，但是IR2104的输出端口786端口都为5V输出，这使我非常之费解。

通过对自居电容的研究发现选择合适的电容仅仅和操作频率有关。所以我不知道我这样接是否有问题？请大神们明辨。

sco518 发表于 2013-3-20 12:28:06

就直说是飞思卡尔就是了么。。。IR2104S的高电平判决是3V，所以可以直接用你的K60去控制。不用门电路了。而且74系列的耐压值不够，不适合做驱动。应该用CD系列。   最后，必须要共地才能有判决电平啊。电源隔离
自举电容尽量大一点为好，因为它是用来提供上臂开启的电压的，如果太小，可能会导致上面开到一半就关断，或者上臂根本就打不开。你现在应该就是这种情况。

lcw_swust 发表于 2013-3-20 13:04:06

地线有点混乱,
关于COM的用处，楼主需要搞清楚器件内部的结构:

lyxooo1 发表于 2013-3-20 13:46:24

sco518 发表于 2013-3-20 12:28 static/image/common/back.gif
就直说是飞思卡尔就是了么。。。IR2104S的高电平判决是3V，所以可以直接用你的K60去控制。不用门电路了 ...

方便留一下邮件信息么？真心想向您请教一下这个问题。因为我用了隔离电源，所以底线是有一些混乱，但是如果连接上了，可能就失去了原有隔离的意义，所以还是想向您请教一下。

sco518 发表于 2013-3-20 14:01:28

电源部分没有必要完全隔离，只要保证稳压芯片前的电容足够大，稳压芯片的性能比较好，那就够了，真正需要隔离的应该是PWM波输出的部分，你用门电路的想法也是想做保护加抬升输出电平吧？这里可以用光耦做隔离，输出端直接接上拉电阻到电池。 或者我觉得2104本身就有一定的防反冲的功能了，用不着精益求精。

要做完完全全的隔离，那就用隔离电源，PWM这里用光耦。不过这个方法基本没有人用，因为成本要高一点，而且实际上自己平时注意一点，一般都不会烧的。

其实真正的宝典在于前几届的技术报告里，好好研究，必能琢磨出一条好的路子来。

lyxooo1 发表于 2013-3-20 14:06:04

sco518 发表于 2013-3-20 14:01 static/image/common/back.gif
电源部分没有必要完全隔离，只要保证稳压芯片前的电容足够大，稳压芯片的性能比较好，那就够了，真正需要 ...

光耦隔离的电路我已经附在了MCU的输出端口，在输出端口上面我使用了快速的非线性数字光耦，7400主要是做逻辑转换使用。我的问题在于，由于我全部都用的是隔离电源，所以地线之间都是隔离的，那么在这个电路中。5V 12V 电源地需不需要接在一起，还是说只是5V和12V公地就可以了，其他的不需要共地？

osesemi 发表于 2013-3-20 14:41:02

学习了，成长之路，感恩感激！

osesemi 发表于 2013-3-20 14:45:51

应该把地连在一起，作为一个公共的参考点，不然会出现逻辑错误。

lyxooo1 发表于 2013-3-20 18:38:31

osesemi 发表于 2013-3-20 14:45 static/image/common/back.gif
应该把地连在一起，作为一个公共的参考点，不然会出现逻辑错误。

就是说全部都需要共地咯！多谢啊

sco518 发表于 2013-3-20 19:33:30

是要全部共地，然后要注意电源输入端离MOS管要近，输出也要离MOS管近，然后其他逻辑部分的地线单点相连，中间可以加个0R的电阻或者电感或者磁珠隔离。

lyxooo1 发表于 2013-3-20 21:54:03

sco518 发表于 2013-3-20 19:33 static/image/common/back.gif
是要全部共地，然后要注意电源输入端离MOS管要近，输出也要离MOS管近，然后其他逻辑部分的地线单点相连，中 ...

十分感谢，这个电路困扰我很长时间了，最近课很多，没时间搞，我打算这个单独的模块测试完了之后好好再设计一款双MOS的，本来打算用IGBT的，但是IGBT电压值过高了所以没必要用，电路的共地处理这个我都知道，我打算用个磁珠把它隔离掉，布板的时候要漏铜，然后最好能弄个沉金的板子。多谢您指导了。

lyxooo1 发表于 2013-3-21 01:01:52

sco518 发表于 2013-3-20 19:33 static/image/common/back.gif
是要全部共地，然后要注意电源输入端离MOS管要近，输出也要离MOS管近，然后其他逻辑部分的地线单点相连，中 ...

今天下午对电路按照要求进行修改，并重新焊接了芯片，因为之前提高2104S激光字的好像不能用，就用了白字的IR2104现在得出以下结论：

1 通道由于全部采用了供电处理，所以逻辑稳定。7400的输入为3.3V电平的逻辑信号输出为标准5V的CMOS电平。
IR2104接入电路后采用了如下图所示的接法后，7400依然逻辑输出稳定没有发生形变。


那么随之而来的问题来了，当我对PWM信号进行输入的时候，奇怪的事情发生了，无论我使用那一路PWM输入信号（其中一路为PWM 另外一路输出为地）都会出现下面的问题

问题： 由于3205导通电压较小，所以带来的问题就是 下半桥在PWM为0的时候依然为0 （50mV的低电平电压），PWM为1的时候 栅极驱动电压为14.45V（示波器测量的）
所以下班桥的输出都一切正常。但是上半桥的输出却出现了问题，这个问题就是 PWM输出为1的时候 H0端口输出为14.45V，但是当PWM输出为0的时候H0一端的输出竟然为的5V。

由于顾虑到自举电容的影响，我又尝试不给PWM而直接给逻辑电平，我在PWM信号输入端口 一个加了5V一个加了0V 那么此时得到的H0端的输出电压稍低为12V(因为我的电源是12V的，所以我认为这个地方自举的作用可能已经消失了)LO端口依然为12V ，换另外一个半桥实验也是一样的结果。就是说 频率几乎为0的时候没有任何影响，但是频率在5KHZ的时候出现了HO端口低电平被拉高为5V，请问这个是什么原因呢？

lyxooo1 发表于 2013-3-21 01:20:40

我这里想了一下大概是这个样子的

由于在本逻辑电路设计的过程中是通过关断SD端口来实现关断MOTOR端口，但是由于SD端口关断过程中 自举电容并不受影响，其放电回路并未被截断所以导致低电平没有释放而依然保持为5V，但是高电平由于脉冲充电作用依然保持在14.5V左右。不知道这样对不对，我现在尝试降低PWM频率试试看能不能降下来

lyxooo1 发表于 2013-3-21 01:34:28

sco518 发表于 2013-3-20 19:33 static/image/common/back.gif
是要全部共地，然后要注意电源输入端离MOS管要近，输出也要离MOS管近，然后其他逻辑部分的地线单点相连，中 ...

在尝试了100HZ1Khz都出现了上述情况，就是说 HO端口的低电平依然是输出为5V，而高电平为14.45V，只接5V信号没有PWM时其高电平为12.2V，低电平为0V。苦求啊到底能看到神马问题啊？？

osesemi 发表于 2013-3-21 10:28:20

电机是感性负载，恒流驱动，测电压是没有意义的，PWM最终调节的是电流，输出电压与负载分的电压有关。

lcw_swust 发表于 2013-3-21 11:48:10

SD脚应直接接到高电平,不需要受PWM控制

lyxooo1 发表于 2013-3-21 11:54:25

lcw_swust 发表于 2013-3-21 11:48 static/image/common/back.gif
SD脚应直接接到高电平,不需要受PWM控制

SD端口是通过PWM控制其通断的，通过使用PWM让SD的通断效果持续，但是测试中发现H0的高端输出为14.58V（逻辑1），低端输出为5V（逻辑0），但是LO的高端输出为14.85V（逻辑1），低端输出为0V（逻辑0）

lyxooo1 发表于 2013-3-21 11:55:48

osesemi 发表于 2013-3-21 10:28 static/image/common/back.gif
电机是感性负载，恒流驱动，测电压是没有意义的，PWM最终调节的是电流，输出电压与负载分的电压有关。 ...

那你怎么解释在没接电机的时候 HO 的 1电平输出和L0的1电平输出都是14V ，但是 HO 的零电平输出为5V而LO的零电平输出为0V呢？

lcw_swust 发表于 2013-3-21 12:10:12

本帖最后由 lcw_swust 于 2013-3-21 12:11 编辑

lyxooo1 发表于 2013-3-21 11:55 static/image/common/back.gif
那你怎么解释在没接电机的时候 HO 的 1电平输出和L0的1电平输出都是14V ，但是 HO 的零电平输出为5V而LO ...

HO 的零电平输出为5V时,SD\VB\VS的电压分别是多少呢?

osesemi 发表于 2013-3-21 13:56:13

osesemi 发表于 2013-3-21 10:28 static/image/common/back.gif
电机是感性负载，恒流驱动，测电压是没有意义的，PWM最终调节的是电流，输出电压与负载分的电压有关。 ...

仔细看下这个框图，就明白了。

lyxooo1 发表于 2013-3-21 14:05:42

lcw_swust 发表于 2013-3-21 12:10 static/image/common/back.gif
HO 的零电平输出为5V时,SD\VB\VS的电压分别是多少呢?

HO在PWM为零电平的时候 VB电压11.7V SD电压0V VS电压5V

lyxooo1 发表于 2013-3-21 14:07:51

现在一个新的问题是，如果加上一个直流有刷的电机，HO其低电平被拉低为2.5V，高电平不变，依然是14.5V，在高低切换的过程中会产生类似单位冲击响应的图像信号

lcw_swust 发表于 2013-3-21 15:15:46

本帖最后由 lcw_swust 于 2013-3-21 15:24 编辑

lyxooo1 发表于 2013-3-21 14:05 static/image/common/back.gif
HO在PWM为零电平的时候 VB电压11.7V SD电压0V VS电压5V

原因就在这里,SD=0时,(2401内部逻辑控制)HO=VS,LO=COM,造成上桥臂与下桥臂MOS都处于关断状态,所以VS的电压是不受2104以及MOS管控制的.

lyxooo1 发表于 2013-3-28 01:34:41

lcw_swust 发表于 2013-3-21 15:15 static/image/common/back.gif
原因就在这里,SD=0时,(2401内部逻辑控制)HO=VS,LO=COM,造成上桥臂与下桥臂MOS都处于关断状态,所以VS的电 ...

我知道了，也就是SD的作用仅仅能关断LO但是不能完全阻止HO的关断，但是由于某一时刻只能控制一个回路的半桥，即便HO没有完全关闭，但是LO关闭了同样可以关断系统。

samuellcn 发表于 2013-8-3 11:04:00

你的信号地和电源地是接在一起的吗
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