驱动桥的功用 电驱动桥的工作原理
为进一步降低生产成本,原先的H桥PFC光耦隔离驱动电路已改为采用高压浮驱芯片的电路。
使用IRS21850浮驱芯片时,在启动过程中会出现异常高电平,这有可能导致PFC炸机。相较之下,FAN73711浮驱芯片在启动时未发现异常高电平,基本能正常工作。但在更严苛的工作环境下,如源跳变时,仍有可能出现PFC炸机的问题。
图1 HFC主电路图
图2 PFC驱动电路图
IRS21850浮驱芯片分析
采用IRS21850浮驱芯片时,观察到在启动时有一个异常的电压波形。详细来说,通道1为驱动芯片输入(PIN2)的波形,通道2为VS-COM的电压波形,而通道3则是驱动芯片输出(PIN7)的电压波形。经分析,这个异常高电平现象总是在交流输入的正半波最高值时出现一次,启动运行后便不再出现。
FAN73711浮驱芯片应用及问题
换用FAN73711浮驱芯片后,未发现启动时的异常高电平现象。但它在更严苛的工作条件下,例如源跳变时,有可能发生PFC炸机。经与厂家沟通,得知此芯片在窄脉宽问题上有所改进,避免了与IRS21850相似的窄脉宽问题。
窄脉宽问题及解决方案
经过与IR公司的FAE沟通,了解到这种浮驱芯片有最小脉宽的要求。当输入脉宽低到一定程度时,会导致芯片内部丢失关断信号,使芯片一直处于高电平状态。这是由于芯片内部的消隐电路导致的。为解决此问题,推荐最小脉宽应高于400ns。
VS-COM负压产生及处理措施
关于VS-COM之间负压的产生及处理措施,经过实验和理论分析,得出负压是由于MOS管关断换流期间产生的寄生电感和PCB走线寄生电感在高di/dt情况下产生的。通过增加PFC驱动电路的驱动电阻、在VS-COM之间加RC吸收、更换二极管类型及位置调整等措施,均未能完全解决问题。
通过在VS-COM之间加钳位二极管或二极管串联稳压管,并合理放置位置,发现能有效减小负压尖峰,从而避免PFC炸机的问题。
值得注意的是,PCB上的Vb和Vs脚之间的解耦电容放置也很关键。较大的扰动下可能导致Vb产生负压,使芯片失效。因此建议在靠近Vb和Vs脚之间增加一个1uF的解耦电容。
实验验证及结果
通过一系列的实验验证,包括高低温源跳变测试和极限ATE测试,我们发现使用二极管钳位或二极管串联稳压管钳位的方法能有效防止PFC炸机。并且在测试中加入解耦电容后,模块的抗干扰能力得到进一步提升。
综合以上分析,针对H桥PFC驱动电路的问题,我们提出了具体的解决方案。通过改进驱动芯片的选择和使用方法、优化电路设计、合理放置元件及增加解耦电容等措施,有效解决了PFC炸机的问题。经过实验验证,这些措施均能显著提高电路的稳定性和可靠性。