ホーム フォーラム Texas Instruments モーター・ドライバー ハイサイド、ローサイドの入力がLOWの時のフローティングノードの電位

このトピックには15件の返信が含まれ、2人の参加者がいます。4 年、 11 ヶ月前 aoki さんが最後の更新を行いました。

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  • #7433 返信

    aoki
    参加者

    ハイサイド、ローサイドの入力がLOWの時のフローティングノードの電位

    デバイス型番:UCC27712

    単層フルブリッジインバータのゲート駆動にUCC27712を使用しています。
    LIとHIにLOWレベルの電圧を入力した際のフローティングノードの電位が決まるメカニズムをご教示いただきたいです。

    使用方法
    VDD 12V
    ブートストラップコンデンサでの駆動
    インバータはDC75Vを負荷に入力し、AC50Vを実現している。

    現状(LIとHIにLOWレベルの電圧(0V)を入力)
    LOはプルダウンされてGND基準の電位が0Vで見えています。
    HBは12Vでプルアップされ、GND基準の電位が12Vで見えています。
    HO、HSは抵抗で接続されていてGND基準の電位が12Vになっている。

    問い合わせ
    HO、HSが12Vになるメカニズムを教えていただきたいです。

    #7437 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    ご投稿いただきありがとうございます。

    状況について確認させていただきたいのですが、

    測定時の負荷はどの様な状態でしょうか?

    (負荷側に12Vが残っており、その電圧が見えている可能性はございますでしょうか?)

    また、上記の電圧はDC的な(しばらくLI, HIをLowにした状態での)電圧という理解でよろしいでしょうか?

    ブート容量(C22)に電荷がチャージされていない様ですので、スイッチングはしばらくしていない状態と認識しております。

    以上、お手数ですがご確認の程よろしくお願いします。

    QT

    #7495 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    負荷は圧電素子です。ただし、負荷の接続未接続にかかわらずフローティングノードに12Vが出ています。

    >また、上記の電圧はDC的な(しばらくLI, HIをLowにした状態での)電圧という理解でよろしいでしょうか?
    >ブート容量(C22)に電荷がチャージされていない様ですので、スイッチングはしばらくしていない状態と認識しております。
    →そのような認識で会っています。

    以上、よろしくお願いいたします。

    #7500 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    ご連絡ありがとうございます。

    TIに確認させていただきます。

    また度々で恐縮ですが、

    無負荷状態でHS端子-GND間に抵抗(数kΩ)を接続した場合にHS端子に12Vが現れるかも確認いただけませんでしょうか?

    放電経路が無いためにHSノードに電荷が残り続けている事がないか切り分けできればと考えております。

    以上、よろしくお願いします。

    QT

    #7502 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    無負荷状態でHS端子ーGND端子間に抵抗を接続した際に下記のようになりました。

    開放 12V(正確には10.8V)が出力される。
    20kΩ 1V
    1kΩ 0V

    以上、よろしくお願いいたします。

    #7505 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    ご連絡ありがとうございます。

    20kΩで1Vが現れるという事はDC的に電流が流れているものと理解しました。

    TIに確認した所、IC内部に直接VDD-HSの経路はないとの事でしたので、

    可能性としてはD2→HB→HS(HO)の経路が考えられるかと思います。

    こちらは、D2を外し、HBに外部電源より供給いただく形にして、

    HS端子の電圧が外部電源の電圧に依存するか確認いただく事で確認可能と考えます。

    以上、ご確認の程よろしくお願いします。

    QT

    また度々で恐縮ですが、

    無負荷状態でHS端子-GND間に抵抗(数kΩ)を接続した場合にHS端子に12Vが現れるかも確認いただけませんでしょうか?

    放電経路が無いためにHSノードに電荷が残り続けている事がないか切り分けできればと考えております。

    以上、よろしくお願いします。

    QT

    #7512 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    D2を外し、HBに外部電源を接続したところHS端子の電圧が外部電源の電圧と同じになりました。

    そのため、D2 → HB → HS(HO)の経路で間違いなさそうです。

    なぜこのような経路で電流が流れるのか、原因/メカニズムを教えていただきたいです。
    UCC27712の中で何が起きているでしょうか。

    #7513 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    ご連絡ありがとうございます。

    HB端子電圧がHS, HO端子にも表れる事につきましては、

    下図の通り各端子は保護ダイオードを介して接続されております。

    そのため、今回の様なケースでは電圧が現れているものと推測されます。

    以上、何卒宜しくお願い致します。

    QT

    #7582 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    回答ありがとうございます。
    申し訳ございませんが本内容では納得できません。ダイオードのみで本事象が説明できないです。
    どういった順番(電流経路)でフローティングノードに電圧が出るのかを詳細に説明願います。

    検証を進め、下記のことがわかりました。
    本回路の電源12V、電源75Vのうち
    電源12Vのみ回路に入力した場合800mVがフローティングノードに現れます。
    電源75Vのみ回路に入力した場合0Vがフローティングノードに現れます。
    電源12Vを回路に入力し、電源75Vを0Vから上昇させていくと、フローティングノードの電圧は電源75Vの電圧の上昇と同じように電圧が大きくなり、電源75Vが12Vを超えると飽和してフローティングノードの電圧が12V以上大きくならないことが確認されています。

    この時ICの内部「HB-HO間」もしくは「HB-HS間」でどのような動きが起こるのでしょうか。

    以上、よろしくお願い致します。

    #7585 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    追加検証いただきありがとうございます。

    以下に見解を示させていただきます。

    >①電源12Vのみ回路に入力した場合800mVがフローティングノードに現れます。

    前回回答させていただいたD2→HB→HSの経路で電流が流れ、HS端子が上昇し、

    TR1のボディダイオードによって電圧がクランプされ、800mVが現れていると考えます。

     

    >②電源75Vのみ回路に入力した場合0Vがフローティングノードに現れます。

    電流経路がないため、HS端子に電圧が現れていないものと考えます。

     

    >③電源12Vを回路に入力し、電源75Vを0Vから上昇させていくと、フローティングノードの電圧は電源75Vの電圧の上昇と同じように電圧が大きくなり、電源75Vが12Vを超えると飽和してフローティングノードの電圧が12V以上大きくならないことが確認されています。

    電源75Vが上昇すると、TR1のボディダイオードがクランプする電圧が上昇します。

    そのため、電源75Vに応じてHS端子電圧が上昇しているものと考えます。

     

    “HB-HO間”につきまして、

    HO端子とHS端子がR13とR15を介して接続されているため、電流が流れていなければほぼ同電位になります。

    “HB-HS間”については前回差し上げた回答内容と同様になります。

    以上、ご確認の程よろしくお願いします。

    QT

    #7586 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    ご回答ありがとうございます。

    HB-HS間の保護ダイオードはHBがカソード、HSがアノードであるにもかかわらずがHBからHSに電流が漏れる仕様になっているということでしょうか?

    UCC27712の内部で保護ダイオードとは別にHBからHSに電流が流れるということは考えられませんか?(HI端子は0Vにプルダウンしていますが)

    QTさんの見解通りであればT1を外して電源12Vを回路に入力したときにフローティングノードが12Vになるということでしょうか。

    以上、よろしくお願い致します。

    #7597 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    早速のご確認ありがとうございます。

    >HB-HS間の保護ダイオードはHBがカソード、HSがアノードであるにもかかわらずが

    >HBからHSに電流が漏れる仕様になっているということでしょうか?

    >UCC27712の内部で保護ダイオードとは別にHBからHSに電流が流れるということは考えられませんか?(HI端子は0Vにプルダウンしていますが)

    こちらはダイオードの逆バイアスリーク電流を想定しておりました。

    ご指摘の通り他の経路がある事も考えられますので、TIに確認させていただきます。

    但し内部回路に関する内容であるため、情報が得られない可能性もある事ご了承いただければと思います。

     

    >QTさんの見解通りであればT1を外して電源12Vを回路に入力したときに

    >フローティングノードが12Vになるということでしょうか。

    はい、ご理解の通りです。

    以上、何卒よろしくお願い致します。

    QT

     

    #7598 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    連投失礼いたします。

    ブート容量を見逃しておりました。

    C22有無で現象が変わるかご確認いただければと思います。

    以上、何卒宜しくお願い致します。

    QT

    #7608 返信

    aoki
    参加者

    QT様

    T1を外して電源12Vを回路に入力したときにフローティングノードが12Vになることを確認しました。

    C22を外した場合の事象の変化はありません。

    >こちらはダイオードの逆バイアスリーク電流を想定しておりました。

    >ご指摘の通り他の経路がある事も考えられますので、TIに確認させていただきます。

    よろしくお願い致します。

    以上、よろしくお願い致します。

    #7652 返信
    QT
    QT
    従業員

    aoki様

    HBからHSへの電流経路ですが、

    単純にドライバ回路とレベルシフタ回路の消費電流として電流が流れる様です。

    データシートの項目 IQBSをご参照ください。

    以上、何卒宜しくお願い致します。

    QT

    • この返信は4 年、 11 ヶ月前に QT QT さんが編集しました。
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