前言

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今天分享的这篇博文以驱动电路为核心,重点分享两个不同的驱动电路。第一个驱动电路是IR2104S半桥驱动电路,优点是单PWM信号就可以得到一路互补的PWM信号,缺点在于非隔离(存在烧IO口的可能性)、死区不可调。第二个驱动电路是TLP250H光耦驱动电路,优点是隔离+死区可调,缺点是需要高级定时器生成互补的两路PWM波。大家可以综合自己的需求去选用对应的驱动电路,大家需注意的是,TLP250H这个芯片好像停产了,市面上参差不齐,不要选太便宜的,不然有可能被坑,而且还需要记得是TLP250H高速型号,不要买成TLP250了。

IR2104S原理图

IR2104S半桥驱动芯片输入口主要有四个信号,一个是12V的供电信号,一个是PWM的驱动信号,一个是5V的芯片使能信号(实际上3.3V也可以驱动),另外一个是数字地。输出口同样有四个信号,分别为HO,VS,LO和模拟地。本驱动的功能是,输入一路PWM信号,在HO和LO口得到互补的PWM波,VS接在对管MOSFET的中间,即上管的S端和下管的D端,利用自举驱动原理驱动上管开关闭合。R2和R3为限流电阻,1K左右的阻值即可。PGND在本设计中代表数字地,GND代表模拟地,两者之间通过0欧姆电阻进行连接。D1为自举二极管,需要注意的是最好选用高速的二极管,并且其反向击穿电压要大于VS端电压(假设BUCK电路上管导通,那么VS就等于输入电压了,一定要超过这个电压数,不然二极管会被击穿)。C2可以用普通的贴片电容也可以用独石电容,我用独石电容比较多一点,贴片电容也试过,没有问题。

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设计原理图:

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设计PCB:

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TLP250H原理图

驱动电路的话通过光耦驱动芯片TLP250H进行驱动。别用TLP250,因为光耦也分高频和低频,我受过罪,整体驱动电路采用自举驱动的原理。驱动的PWM波通过单片机产生,单片机通过高级定时器一产生互补的PWM波,分别称之为PWM1和PWM2。因为单片机开关频率有时候会受到外界的干扰,TLP250H这个光耦芯片也有一定的开关频率限制,因此通过反相器74HC04产生反向的波形,以此来限制住开关的速度大小。输出采取自举驱动原理,本质上就是通过自举二极管RS1M也可以用ss34和ss56,主要看可以承受的反向电压,我是一劳永逸,RS1M可以承受反向电压1KV,这个反向电压跟你电路最大输出有关系的和自举电容2.2UF来实现对HO1开关的充电放电,从而使得电路图中的Q2开关断。此处请自行搜索自举电路的驱动原理

整体存在着两种工作状态

第一种状态是PWM1为高电平,PWM2为低电平。这种情况下通过反相器在U27的光电二极管的阴极得到了PWM1的反向信号低电平,在U26的光电二极管的阴极得到了PWM2的反向信号高电平。因此在这一瞬间,由于U26光电二极管没有产生电压差,U27产生了电压差,故U26光电二极管未导通,不能产生光电信号,U27可以产生光电信号,LO1吸收能量产生高电平,HO1未吸收能量产生低电平。因此在输出端口处HO1驱动的mos管闭合,LO1驱动的mos管开启。

第二种状态与第一种完全相反,即HO1驱动的mos管开启,LO1驱动的mos管关闭。

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设计原理图:

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设计PCB:

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总结

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