一、前言
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近期需要设计一个功率半桥电路，准备使用刚刚购买到的 IR2181s芯片驱动MOS管半桥，下面搭建一个简单的电路进行测试，为后面应用电路设计打下基础。
二、电路设计
设计测试电路板，其中包括有单片机G030，使用 IR2181驱动两个功率MOS管。下面使用 1117提供单片机的 3.3V的工作电源。铺设单面电路板，一分钟之后得到测试电路板。电路板制作的非常完美。接下来焊接测试。
▲ 图1.2.1 实验原理图
▲ 图1.2.2 实验PCB
三、焊接测试
焊接电路板，清洗之后，用于下面的测试。为了测试 IR2181的功能，两个功率MOS管先不焊接。
通过弹簧夹子，将 DAP LINK 接入电路。使用 CubeMX 生成一个程序框架，编写一个 LED 闪烁测试程序。下载之后，可以看到电路开始运行。这说明电路设计和焊接基本正常了。下面测试输出的PWM信号。
通过软件，开启 TIME1 互补PWM输出。使用示波器测量 TIME1 PWM两路输出信号，可以看到输出的PWM信号，它们之间是反向的。
▲ 图1.3.1 两路输出的PWM 信号
将 两个 N沟道的 MOS 功率管焊接到电路板。观察两路MOS管的栅极电压。可以注意到它们之间是反向的。黄色波形是上面MOS管栅极电压，青色波形是下面MOS栅极电压。可以看到上面MOS管的栅极电压的幅值是下面MOS管电压的两倍。这里需要说明的是，MOS 管的工作电压与 IR2181 的驱动电压都是 12V。所以，在这种情况下，上面MOS管的栅极驱动电压就基本上达到了 24V左右了。从测量结果来看，IR2181s 的功能与 之前 IR2104s 驱动芯片的功能是一致的。不过这种测量方法，可能会带来问题，比如寄生的电感，使得信号出现上下抖动。这可以通过在栅极输入增加10欧姆电阻来解决。
▲ 使用探针测量MOS管栅极电压信号
设置PWM输出信号之间的死区，死区常数为 20，对应大约 33ns。可以看到 下管栅极电压比上管落后了 33ns左右，波形震荡也减小了。上升沿也是这样。此时观察到 电路的工作电流略微减少了。比起没有死区的时候，大约减少了 2mA。现在显示的是没有死区的上下MOS管栅极电压波形。此时存在一定上下管同时导通对应的漏电流。
※总 结 ※
本文测试了MOS管半桥驱动电路 IR2181s，它有两路输入，高低两路输出。这样可以在单片机PWM模块中设定合适的死区时间，保证上下MOS管能够避免直通。后面根据这些初步测试结果设计半桥功率电路。