[导读] ▲关注公众号：工程师看海▲大家好，我是蜗牛。今天跟大家分享一个实际案例，一个关于驱动芯片替代的实验。一、背景：面临着芯片的涨价和缺货，芯片的替代选型和实验就成了一项必不可少的工作。正好有几款可以替代公司的驱动芯片。可是，几种芯片封装不兼容，怎么办呢？为了又快又好的完成这件事，我...
大家好，我是蜗牛。今天跟大家分享一个实际案例，一个关于驱动芯片替代的实验。
一、背景：
面临着芯片的涨价和缺货，芯片的替代选型和实验就成了一项必不可少的工作。正好有几款可以替代公司的驱动芯片。
可是，几种芯片封装不兼容，怎么办呢？
为了又快又好的完成这件事，我在主板上画了一种驱动，其它封装的驱动都画成一个小板，通过排针连接，使用的时候将小板直接插在主板上就可以了。这样的好处是：主板只有一个，更换小板比较方便。
二、调试：
拿到样板，手工焊好后，我们开始了调试。（以下是板子局部图片，小板包含驱动芯片及外围电路，通过排针的方式连接）：
图一 样板成品局部图
首先，供电正常，确保没有虚焊或短路。但当我测试Vgs波形的时候，有点不敢相信自己的眼睛，如下图。一般来说，MOS管驱动波形出现振荡是很正常的现象，但是振荡的这么厉害，波形根本没法看，不能正常工作。
图二 样板驱动波形
用红外测试仪监测了MOS管温度，温升瞬间升到几十度，还好我反应快，马上就断掉了开关，不然办公室又得开始放鞭炮了。
三、原因查找：
我猜想会不会是驱动芯片本身有问题？
于是我用示波器直接测了驱动芯片的输出波形，如下图，波形正常。
图三 驱动芯片输出波形
那问题会不会出在驱动布板上，仔细查看了驱动部分的PCB，MOS管的回路尽量短，也都进行了包地处理，跟之前布板差别不大，所以排除PCB布板的问题。
于是我又尝试调整了驱动电阻的阻值，因为这个电阻的大小对管子的振荡影响很大。多测调试无果。
那唯一的不同之处在于驱动部分单独做成一个小板插在主板上。我判断大概率问题出在这里，于是重新打板将驱动直接画在主板上。事实证明我的判断是正确的，测得驱动波形如下图，波形很漂亮，有木有？
图四 PCB更改后样板驱动波形
四、原因分析：
先简单介绍一下我们所使用的驱动电路。如下所示。该电路一直量产至少上万片，所以这个电路肯定是没问题的。
当驱动PWM为高时，通过R3→D1→C2→R2→GND，给MOS管充电。
当驱动PWM为低时，通过C2→R4→Q1→GND，MOS管放电。
管子做到快开慢关。一般电阻R3小于R4，阻值为几欧姆。
R1的作用是防止静电击穿，为静电提供释放回路，一般为10K左右。
图五 驱动电路图
再回到我们的问题上，为什么将驱动插在小板上，驱动波形会变差，会振荡的那么厉害呢？
实际上这个振荡是由R3，L1和C2串联振荡引起的。其中，L1是驱动芯片输出到栅极之间的寄生电感，这个距离越远，L1越大。驱动做成小板通过插针的形式连接，其实就是增大了这个距离，也就是增大了电感L1，所以就振荡的特别厉害。
电阻R3的作用主要起到阻尼振荡的作用，让管子导通的不那么快，吸收管子的振荡尖峰。阻值越大，振荡越小，但效率也会降低。
图六 驱动电路中的寄生电感
最后，驱动电路部分一定要注意的几个细节：
1.布局时，驱动部分一定要靠近MOS管且MOS管的驱动回路面积要尽量短，减小寄生电感的影响。
2.MOS管选型时，输入电容C2和密勒电容C1尽量选择容值比较小的。
3.调试时，可通过改变R3的阻值来改变驱动波形的振荡。
今天的分享就到这里，希望对你有帮助。
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