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抛砖引玉:光偶作驱动隔离专题讨论,请各位DX发表高见

光耦应用于开关电源的控制信号传输与隔离,最主要考虑的是其响应速度能否满足要求.设开关频率为100KHz,则开关周期为10us, 光耦传输延迟初步限定在500ns①以内,查阅目前市场上光耦器件的技术资料,能满足这一要求的产品如
  
型号          响应时间(ns)      生产厂家         电源
TLP250            200            东芝            10-35V
TLP559DS   tPHL:300tPLH:500      东芝         -0.5-15V
FOD2200           300          飞兆半导体     4.5-20V
HCPL-3120         300            惠普          15-30V
HCPL-4504/6  tPHL:300tPLH:500    安捷伦          4.5-30V
6N137             60            ISOCOM           +5V
HCPL-260/060L  tPHL:30tPLH:45    安捷伦         3.3V
PS9121/9821-1/2  <25             NEC            3.3-7V
由于传输的是开关信号,故对光耦的线性特性要求并不严格,应用上述光耦器件进行隔离,可有两种方案:① 采用传输延迟在200—500ns之间的器件,电路稍简单,但延迟稍长;②采用传输延迟在100ns以下的数字光耦,延迟短,但需电平转换.按这两种方案设计的电路如图所示.

采用光耦隔离的优点②是:
① 占空比任意可调;
② 隔离耐压高;
③ 抗干扰能力强,目前带静电屏蔽的光耦很容易买到,强弱电之间的隔离性能很好,另外,光耦属电流型器件,对电压性噪声能有效地抑制;
④ 传输信号范围从DC到数MHz,其中线性光耦尤其适用于信号反馈.
其缺点③是:
①  在全桥拓扑中,开关器件为4个,需3—4个光耦,而每一光耦都需独立电源供电,增加了电路的复杂性,成本增加,可靠性降低;
② 因光耦传输延迟较大,为保证开关器件开通与关断的精确性,必须使各路的结构参数一致,使各路的延迟一致,而这往往难以做得很好;
光耦的开关速度较慢,对驱动脉冲的前后沿产生较大延时,影响控制精度


以上纯属我个人观点,是闭门造车的,肯定有许多值得商榷的地方,比如
1.开关频率100KHZ,周期10 us,光耦传输延迟限定在500ns以内,是否合适?
2.6N137、HCPL-260/060L、PS9121/9821-1/2传输延迟很小,该是用于高速数字电路的,进行电平转换用于开关电源是否可行?
实践出真知!!!请各位发表高见...............
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st.you
LV.10
2
2004-12-10 10:46
我觉得用光耦做隔离驱动是比较可靠的.但在全桥路上并不需要四路辅助电源,我只要一组电源,其它的用自举电路来供电.
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fangboxc
LV.4
3
2004-12-10 11:00
@st.you
我觉得用光耦做隔离驱动是比较可靠的.但在全桥路上并不需要四路辅助电源,我只要一组电源,其它的用自举电路来供电.
能简要介绍一下自举电路供电的原理吗?全桥电路一般输入电压较高啊,如三相整流514V,各路驱动电路需要高达600V以上的电压隔离能力
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st.you
LV.10
4
2004-12-10 11:03
@fangboxc
能简要介绍一下自举电路供电的原理吗?全桥电路一般输入电压较高啊,如三相整流514V,各路驱动电路需要高达600V以上的电压隔离能力
跟IR的21XX系列的自举电路是一样的.1102647827.pdf
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fangboxc
LV.4
5
2004-12-10 11:17
@st.you
跟IR的21XX系列的自举电路是一样的.1102647827.pdf
谢谢!!!
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st.you
LV.10
6
2004-12-10 11:18
@fangboxc
谢谢!!!
不客气.
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yjh0202
LV.3
7
2004-12-10 11:51
@fangboxc
能简要介绍一下自举电路供电的原理吗?全桥电路一般输入电压较高啊,如三相整流514V,各路驱动电路需要高达600V以上的电压隔离能力
自举电路上桥臂的驱动电压会比下桥臂的低,上桥臂导通电阻大,在短路保护时容易被击穿,如果成本要求不是太严,还是用3电源获4电源.
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st.you
LV.10
8
2004-12-10 11:57
@yjh0202
自举电路上桥臂的驱动电压会比下桥臂的低,上桥臂导通电阻大,在短路保护时容易被击穿,如果成本要求不是太严,还是用3电源获4电源.
认同您最后一句,不解前一句:为何上桥臂的驱动电压会低呢?
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yjh0202
LV.3
9
2004-12-10 12:04
@st.you
认同您最后一句,不解前一句:为何上桥臂的驱动电压会低呢?
二极管压降
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st.you
LV.10
10
2004-12-10 12:11
@yjh0202
二极管压降
一般会有几伏?
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yjh0202
LV.3
11
2004-12-10 13:11
@st.you
一般会有几伏?
0.4V或0.5V就足够了,如果你的产品量大,失效率增加增加1%~2%, 售后服务成本将苦不堪言
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st.you
LV.10
12
2004-12-10 13:28
@yjh0202
0.4V或0.5V就足够了,如果你的产品量大,失效率增加增加1%~2%,售后服务成本将苦不堪言
我遇到情况是当过流保护时,因下管导通时间过短引致上管自举电容充电时间不够而电压过低芯片锁死,最后莫名其妙烧了上管.
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yjh0202
LV.3
13
2004-12-10 13:34
@st.you
我遇到情况是当过流保护时,因下管导通时间过短引致上管自举电容充电时间不够而电压过低芯片锁死,最后莫名其妙烧了上管.
不是烧了,烧了是电流,而是电压击穿
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yjh0202
LV.3
14
2004-12-10 13:35
@st.you
我遇到情况是当过流保护时,因下管导通时间过短引致上管自举电容充电时间不够而电压过低芯片锁死,最后莫名其妙烧了上管.
跟你长见识
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st.you
LV.10
15
2004-12-10 15:00
@yjh0202
跟你长见识
谢谢.
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fangboxc
LV.4
16
2004-12-10 21:18
@st.you
谢谢.
两位DX讨论很热烈,真是长见识啊!非常感激!!!
短路保护时容易击穿上管,是否可以这样理解:上端电源电压低一个二级管压降,所以在保护动作时,上管GS上压降小一些,放电快些,GS电压较下管提前下降到Vth以下,就先关断,所以它就倒霉了?
再请问几个问题:
1.开关频率100KHZ,周期10us,隔离光偶的延迟时间应在多少以内才合适?
2.如用IR2110驱动,它的前面还要不要加光偶隔离?
3.如果IR2110或IR21813/4驱动不足,在其后再加一级TC4421/2或其他片子来加大驱动能力,这种方案是否可行?
请不吝赐教,谢谢!!!
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st.you
LV.10
17
2004-12-10 22:54
@fangboxc
两位DX讨论很热烈,真是长见识啊!非常感激!!!短路保护时容易击穿上管,是否可以这样理解:上端电源电压低一个二级管压降,所以在保护动作时,上管GS上压降小一些,放电快些,GS电压较下管提前下降到Vth以下,就先关断,所以它就倒霉了?再请问几个问题:1.开关频率100KHZ,周期10us,隔离光偶的延迟时间应在多少以内才合适?2.如用IR2110驱动,它的前面还要不要加光偶隔离?3.如果IR2110或IR21813/4驱动不足,在其后再加一级TC4421/2或其他片子来加大驱动能力,这种方案是否可行?请不吝赐教,谢谢!!!
桥路上下两管是错开导通的,不存在你所说的问题.用光耦做隔离驱动,我想延时不应该大过管子的开关时间吧.用IR2110就不需要光耦隔离了.驱动电流不够是可以加一级缓冲,也没问题,只是TC4421的延时就得算在内.以上浅见,请指正.
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fangboxc
LV.4
18
2004-12-11 11:33
@st.you
桥路上下两管是错开导通的,不存在你所说的问题.用光耦做隔离驱动,我想延时不应该大过管子的开关时间吧.用IR2110就不需要光耦隔离了.驱动电流不够是可以加一级缓冲,也没问题,只是TC4421的延时就得算在内.以上浅见,请指正.
谢谢!有朋友交流总是高兴的是,学到了很多东西
上下两管错开导通,我知道,这是在正常的情况下,我觉得0202说上管电压低易击穿管子,就发生在上下对通时的非正常情况.
你遇到的下管开通时间短,莫名其妙烧烧上管的情况,我的理解是,因上管驱动能力不足,开通时处于似通非通状态,这时候管子的电压电流都较大,所以就....
不知对不对?
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fangboxc
LV.4
19
2004-12-11 11:44
@st.you
桥路上下两管是错开导通的,不存在你所说的问题.用光耦做隔离驱动,我想延时不应该大过管子的开关时间吧.用IR2110就不需要光耦隔离了.驱动电流不够是可以加一级缓冲,也没问题,只是TC4421的延时就得算在内.以上浅见,请指正.
还有一个问题,IR2110后再加一级缓冲,那TC4421有四个,这四个TC4421的供电怎么办?就用IR相应的电源和自举电源?
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st.you
LV.10
20
2004-12-11 12:08
@fangboxc
还有一个问题,IR2110后再加一级缓冲,那TC4421有四个,这四个TC4421的供电怎么办?就用IR相应的电源和自举电源?
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fangboxc
LV.4
21
2004-12-11 12:27
@st.you
1102738075.pdf
谢了!!!我好好研究一下
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ffjdd
LV.1
22
2005-05-17 20:57
@fangboxc
谢了!!!我好好研究一下
请问,光偶作驱动隔离时,能带多大的管子?
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