您好, 登录| 注册|
论坛导航
您好, 登录| 注册|
子站:
论坛首页    逆变/光伏/并网
  •  发帖
  • 收藏

国产半桥驱动芯片SLM2110S试用记
阅读: 3805 |  回复: 23 楼层直达

2018/11/15 09:06:56
1
萧山老寿[荣誉版主]
电源币:262 | 积分:8 主题帖:85 | 回复帖:272
LV9
军长

QQ截图20160321155901 感恩!这的确是一份用心的问卷

QQ截图20160321155901 绝弯路!管理员用心整理的


    IR公司的IR2110S,是一片非常成熟的半桥驱动芯片,大量应用于半桥或全桥开关电源或逆变电源上。我在300-3000W的逆变器上曾用过很多,性能一直不错,电路简单,驱动卡可以做得很小,且短路保护功能十分好用,只要你前面的保护电路设计得当,一般都可以工作得非常可靠,我从来没有因为2110S的原因烧毁过H桥。
前些日子,在朋友的介绍下,我拿到了一款国产的 2110S,全名是:SLM2110S。芯片封装和IR2110S完全一样,引脚位置也完全一样,也就是说,可以直接代替IR2110S使用。试着探问了一下价格,据说比IR原厂的可以便宜20%左右,在现在成本竞争十分激烈的年代,这个实在太有吸引力了,所以,我打算做一番实际应用测试。
因为没有得到厂家的内部结构图,所以只得先从厂家提供的pdf文档入手,大致了解一下芯片的硬指标。

下图是 IR2110S的主要指标:耐压500V,驱动电流2A,


    下面是 SLM2110S的主要指标:耐压600V,驱动电流达2.5A,比IR2110S还要稍微大一点。只是开通关断时间略长一点。而最大延时,这二个芯片也一样。


    下图为外观封装照片,封装规格和 IR2110S完全一样:


下图为IR2110S典型应用原理图,因为可以直接替换,所以,SLM2110S的测试线路可以不用新开发,而直接在原IR2110S的驱动卡上替换测试。


上图中左边是SPWM信号发生器,使用的是EG8010,这个芯片大家都非常熟悉,这里不再详谈了。右边上图IC3是H桥高频半桥驱动电路,右边下图IC4是低频半桥驱动电路。二个2110S的13脚是来自短路和过载保护电路的关断信号,当H桥的负载出现异常时,来自保护电路的关断信号能迅速关断驱动器的SPWM输出,起到保护H桥的作用。因为2110S内部的输出级也是采用半桥输出电路,所以,输出级的上管供电采用了自举供电方式,在2110S的外围电路中各有一组自举电源,如上图中的D2,C10和D3,C15,其工作原理这里不再分析了。


这次测试是在一台2500W的逆变器上进行的,驱动的功率管是K75T60,最大功率可以到3000W,K75T60的输入电容参数见下表:


    我把逆变器上的原驱动卡拆下来,焊下原先的IR2110S,换上SLM2110S,再把驱动卡装到主机的主板上,直接开机,居然一次成功,逆变器正常输出,几乎没有费周折,SLM2110S直接替代IR2110S初步成功。 
下面是在SLM2110S运行时,测得的驱动波形照片,以供大家参考。照片中的“上管测量”主要是检测上管自举供电是否正常。


上图是高频臂上管SPWM驱动波形,工作正常,没有明显尖锋和干扰。


这是低频臂下管的驱动波形。




上图是高频臂上管的测量参数,自举电压14.6V。



这是下管的测量参数,驱动电压15.6V,上管自举电压要比它低1V,属于正常范围。



上图为高频臂带载时的米勒平台。



上图为低频带载时的米勒平台。


    经几个小时带载测试,工作一直很正常。还有一个问题,肯定是大家十分关注的,就是SLM2110S的保护机制。限于条件,我没有办法测试13输入关断信号后到SPWM截止输出这段时间值。我在逆变器正常工作的情况下,做了20多次短路测试,情况全部正常,没有出现H桥烧管和SLM2110S失效现象。

为了更直观的了解SLM2110S的性能,我又把驱动卡装上 IR2110S芯片,同时测试IR2110S的驱动波形,此举目的是为了把SLM2110S和  IR2110S驱动波形做一个直观的比较。


上图是SLM2110S和IR2110S高频臂带载情况下驱动波形对比(测试时X轴时间不同),从波形看,这二种芯片的米勒平台没有太大的区别,几乎一样。




上图是低频臂带载情况下,二种芯片的米勒平台对比,基本一致,没有本质的区别。



这是低频臂驱动波形对比。


这是高频臂驱动波形对比。

依我之见,象2110这样的芯片,一个关键的问题,就是可靠性,这个也是以前国产芯片的软肋。在和厂家工程师沟通时,他说,SLM2110S的实际耐压值可以到800V。佛山张版在看了我测的驱动波形后说:从波形看,SLM2110S的驱动能力确实比IR2110S要强一些。以张版的经验,他说推动每臂2个FGH60N60SFD,  下表是FGH60N60SFD的输入电容。

如果每臂二个FGH60N60SFD,做好散热,那么逆变器功率可以到4000-5000W。因为2110加负压比较麻烦,所以,我以前在设计逆变器时,总认为大功率的机器,H桥驱动一定要加负压,这样可以把米勒平台下移到0位线以下,这样比较安全。其实现在新型大功率IGBT管子的出现,输入电容可以越做越小,看来我的设计理念也要更新了。
张版曾经对2110有一个扩展应用,就是在2110上加了电流放大(图腾电路),H桥每一臂推到3个FGH60N60SFD,一共12个管子,输出功率做到6000W。下图是我画的2110加图腾的电路,我没有实际试过,有兴趣的朋友可以试试,应该会成功。

    最后,我还有一个想法,想在工频机上试试SLM2110S,中小功率的工频机,母线电压不高,工作环境没有高频机这样“险恶”,应该会工作得更轻松。下图是我设计的工频逆变器驱动卡,保护方案用的是检测功率管饱和压降再关闭2110输出的方案。现在已经换上了SLM2110S,因为主机板找不到了,一时无法测试,只得待以后新的主板装好后再试了。




    好了,我的贴子到这里要收尾了,最后说几句,真心希望国内厂家能多多研发一些国产化的芯片,不管是自主开发也好,仿制也罢,只要不涉及到人家的专利,实在是多多益善,因为价格下来了,只要产品可靠,国内整机厂家谁还会去用洋货。所以说,这确实是一件利国利民的好事啊!

  还有,2110在实际应用中,有一些技巧问题,例如,对布线和自举电路参数的设计,也有一定的要求,这些问题有经验的工程师可以多多交流,否则,在制作功率大的逆变器时,会遇到一些问题。这是后话,以后再谈。


标签 IC 全桥/半桥
2018/11/15 09:18:18
2
tianyao9393
电源币:347 | 积分:11 主题帖:9 | 回复帖:110
LV5
营长
这个芯片我也测试过,如果芯片供电是15V供电,输出正弦波的过零有太大的明显毛刺,换上进口的2110就没那问题,次芯片坑干扰性有待提高,
2018/11/15 11:02:42
3
Sillumin半导体
电源币:0 | 积分:2 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
 欢迎各类厂家索样,有需要的话发私信给我。 
2018/11/15 22:42:16
4
liaodeqing18
电源币:34 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:86
LV4
连长
SLM2110S型号没有见过
2018/11/16 08:22:53
6
黄丙元
电源币:35 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:268
LV6
团长

这种块子也有其他厂家在仿制。能驱动多少MOS管、IGBT,与驱动的频率有很大关系。

2018/11/16 08:18:57
5
桔子红了
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:15
LV3
排长
这个我们在批量用,还可以。我做6000瓦直接驱动12个60B65
2018/11/16 11:24:49
7
liaodeqing18
电源币:34 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:86
LV4
连长
我遇到过驱动难的问题 460场管四个驱动不了烧2个管,驱动75n75的小管可以驱动一臂5对管一共20个管轻松驱动
2018/11/17 13:05:07
8
zhiyiyunmeng
电源币:0 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:208
LV5
营长
EG3112我在使用半桥开关电源和电动车无刷驱动器在使用。
2018/11/17 18:31:41
9
hmy123456
电源币:11 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:221
LV6
团长
K75N60做3000瓦是不是有点保守了?论坛中好多人用80N60做3000瓦,我手头有FGH75N60  RJH65T14 这些参数都比80N60大,我没玩过高频逆变,准备年后搞个,坛友们MOS管47N60准备搞3000瓦,76N60搞4000瓦不知道咋样?另外同规格的IGBT和MOS管相比能做的功率是不是IGBT的小些。都说IGBT没有MOS管耐过流
2018/11/19 10:44:35
10
hzx6176
电源币:1 | 积分:6 主题帖:2 | 回复帖:13
LV3
排长
47N60 是超结型的MOS管 Rds on 比较小,过电流能力强,适合做高频的PFC之类的应用。但其体二极管的反向恢复时间又太大,做H桥时,导通驱动电阻不能太小,否则出现上管导通时下管二极管还没关断的短路情形。所以,超结型的MOS管在做H桥应用时发挥不了其高速的特性,只能发挥其Rds on小的特性。也就是说:导通损耗可以做下来,开关损耗不好做小。
2018/11/19 14:20:00
11
terrydl
电源币:1537 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:46
LV4
连长
SLM2110S在功能替代上还是可以,细节上与IR2110S还有些差别,希望国产能够做好、做强
2018/11/20 10:34:53
12
萧山老寿[荣誉版主]
电源币:262 | 积分:8 主题帖:85 | 回复帖:272
LV9
军长
     2110的使用,有些工程师遇到一些问题,比如,在大功率驱动的应用时,出现输出正弦波畸形,或者后级功率管异常发热等等。我的体会是,要在考虑2110输出能力的基础上设计逆变器,这款国产的SLM2110,其输出能力要比IR2110大一些,这就要求外围的自举电路能提供多的电能,所以,自举电容的容量不能太小,建议起码要取22-47UF;驱动板内部的15V和5V供电的滤波一定要到位,建议滤波电容不能小于100UF,旁边再加104退藕;主板的设计一定要考究,大电流的走线一定要直和简,不能绕来绕去,逆变器的前级和后级一般都处在硬开关状态,干扰成分很大,所以,如何减少干扰是工程师一定要考虑的问题。驱动线不能太长,和功率管的G极要就近连接;后级功率管母线和地之间一定要加质量可靠的CBB吸收电容等。对于更大功率的驱动,可以在2110的输出端加电流放大电路(图腾柱输出),并用几路隔离电源独立供电。
2018/11/29 20:56:47
13
zz052025
电源币:1309 | 积分:30 主题帖:23 | 回复帖:1375
LV9
军长
这是哪个品牌的IC?
2018/12/02 21:33:07
14
firefox886
电源币:126 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:583
LV9
军长
有没有样片啊?整两片玩玩!
2018/12/04 18:25:44
15
Sillumin半导体
电源币:0 | 积分:2 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
可以联系我们的代理商, 695997391 余先生 联系方式18938032507
2018/12/04 21:16:06
16
水乡电源
电源币:44 | 积分:26 主题帖:9 | 回复帖:443
LV8
师长

这个图中的SLM2110米勒平台那里,比IR2110那里振荡大一点?是什么原因?有没办法改善?

这个安森美的FAN7392是不是也可以驱动逆变器?3A电流

2018/12/04 21:29:57
17
水乡电源
电源币:44 | 积分:26 主题帖:9 | 回复帖:443
LV8
师长
老寿有6年没发贴了,是不是又出山了?
2018/12/05 09:04:30
18
tianyao9393
电源币:347 | 积分:11 主题帖:9 | 回复帖:110
LV5
营长
你还有脸来这个回复帖子哦,我记得你当年质疑他的作品,骂的相当厉害。上图波形你都不了解,可想而知你对大功率驱动更不了解,水平在1000W开关电源以内。
2018/12/05 20:34:06
19
水乡电源
电源币:44 | 积分:26 主题帖:9 | 回复帖:443
LV8
师长

就事论事,我没必要说的清澈见底,让别人来说更好,事隔多年,时过境迁,我也没有去顶撞别人,只是好久没看到老寿发贴了,

所以感觉很新鲜,这个米勒平台效应那里振荡大,是国产芯片的通病,德州TL3845和国产3845对比,就能看出有这个现象,

ZVS可以消除米勒效应,L6599做的半桥LLC就没这个现象。

都这么多年了,还有人记得我,不过我做多大功率,另你失望了,我做48V 25A~30A的充电器(1.5KW),APFC+硬开关全桥,UCC28070+SG3525,

做多大功率不代表什么,做多大功率要看客户需求.

我把我的全桥驱动部分传上来过,有很多人看过我的全桥驱动部分,后来出于公司在产产品,

没过几天,我就把图删掉了。

IR2110后面加三极管扩流我也试过,加了三极管之后,驱动能力变差,先试TIP41   TIP42对管,后试TIP122  TIP127对管,TIP的三极管试过好多,效果不好,不知道是不是三极管问题.

三极管做全桥的图腾驱动电流有限,下降沿不理想,我的全桥是P MOS+N MOS共D极驱动,比三极管的波形漂亮多了

2018/12/06 10:22:57
20
tianyao9393
电源币:347 | 积分:11 主题帖:9 | 回复帖:110
LV5
营长
好事不出门,坏事记一生,广大电源网网友都会深深记住你。会两把刷子真的不要太骄傲,论坛大把人才,都是以学习心态上来看帖子交流的,说太重的话真的没必要。  米勒产生的原因有很多原因的:管子的结电容大小,开关频率,拓扑结构,驱动电阻大小,输入电压高低,还有工作在高强度的电磁辐射也会产生。半桥与单管产生比较好解决,
2018/12/06 10:27:57
21
水乡电源
电源币:44 | 积分:26 主题帖:9 | 回复帖:443
LV8
师长

只要是MOS导通前,管子的DS有电压,都会有米勒效应,

要想没有米勒效应,只有ZVS了

2018/12/07 21:06:07
22
世纪逆变
电源币:43 | 积分:13 主题帖:23 | 回复帖:307
LV8
师长
寿工重出电源网,又给网友带来了激情与活力,恭喜恭喜 
2018/12/11 14:39:49
23
Unknown你好
电源币:30 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:9
LV2
班长
感谢寿老师的分享,期待新作品,也会持续关注的
2018/12/11 14:40:35
24
金鱼1
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:15
LV3
排长
很久没看到过寿老师的新帖子了,期待以后更多的好帖子
客服热线
服务时间:周一至周五9:00-18:00
微信关注
免费技术研讨会
获取一手干货分享

互联网违法不良信息举报

Reporting Internet Illegal and Bad Information
editor@netbroad.com
022-58392381