一、前言
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近期需要設計一個功率半橋電路，準備使用剛剛購買到的 IR2181s晶片驅動MOS管半橋，下面搭建一個簡單的電路進行測試，為後面應用電路設計打下基礎。
二、電路設計
設計測試電路闆，其中包括有單片機G030，使用 IR2181驅動兩個功率MOS管。下面使用 1117提供單片機的 3.3V的工作電源。鋪設單面電路闆，一分鐘之後得到測試電路闆。電路闆制作的非常完美。接下來焊接測試。
▲ 圖1.2.1 實驗原理圖
▲ 圖1.2.2 實驗PCB
三、焊接測試
焊接電路闆，清洗之後，用于下面的測試。為了測試 IR2181的功能，兩個功率MOS管先不焊接。
通過彈簧夾子，将 DAP LINK 接入電路。使用 CubeMX 生成一個程式架構，編寫一個 LED 閃爍測試程式。下載下傳之後，可以看到電路開始運作。這說明電路設計和焊接基本正常了。下面測試輸出的PWM信号。
通過軟體，開啟 TIME1 互補PWM輸出。使用示波器測量 TIME1 PWM兩路輸出信号，可以看到輸出的PWM信号，它們之間是反向的。
▲ 圖1.3.1 兩路輸出的PWM 信号
将 兩個 N溝道的 MOS 功率管焊接到電路闆。觀察兩路MOS管的栅極電壓。可以注意到它們之間是反向的。黃色波形是上面MOS管栅極電壓，青色波形是下面MOS栅極電壓。可以看到上面MOS管的栅極電壓的幅值是下面MOS管電壓的兩倍。這裡需要說明的是，MOS 管的工作電壓與 IR2181 的驅動電壓都是 12V。是以，在這種情況下，上面MOS管的栅極驅動電壓就基本上達到了 24V左右了。從測量結果來看，IR2181s 的功能與 之前 IR2104s 驅動晶片的功能是一緻的。不過這種測量方法，可能會帶來問題，比如寄生的電感，使得信号出現上下抖動。這可以通過在栅極輸入增加10歐姆電阻來解決。
▲ 使用探針測量MOS管栅極電壓信号
設定PWM輸出信号之間的死區，死區常數為 20，對應大約 33ns。可以看到 下管栅極電壓比上管落後了 33ns左右，波形震蕩也減小了。上升沿也是這樣。此時觀察到 電路的工作電流略微減少了。比起沒有死區的時候，大約減少了 2mA。現在顯示的是沒有死區的上下MOS管栅極電壓波形。此時存在一定上下管同時導通對應的漏電流。
※總 結 ※
本文測試了MOS管半橋驅動電路 IR2181s，它有兩路輸入，高低兩路輸出。這樣可以在單片機PWM子產品中設定合适的死區時間，保證上下MOS管能夠避免直通。後面根據這些初步測試結果設計半橋功率電路。