电子论文-ir2110功率驱动集成芯片应用

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1、第30卷第lO期电子工量蜀VoI．3ONo．1O2004年l0月ELECrRONICENGINEEROct．20o4IR2110功率驱动集成芯片应用楚斌(南京康尼机电新技术有限公司，江苏省南京市210013)【摘要】IR2110是IR公司的桥式驱动集成电路芯片，它采用高度集成的电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求，同时提高了驱动电路的可靠性。对于典型的6管构成的三相桥式逆变器，采用3片IR2110驱动3个桥臂，仅需1路10V～20V电源。这样，在工程上大大减少了控制变压器体积和电源数目，降低

2、了产品成本，提高了系统可靠性。文中介绍了该芯片的主要功能及技术参数，并就芯片典型应用电路进行了设计和分析。关键词：IR2l10，自举电路，功率器件中图分类号：TN409样有较理想的抗噪声效果。采用CMOS施密特触发输0引言入，以提高电路抗干扰能力。采用DIP14封装形式，芯随着功率VMOS器件以及绝缘栅双极晶体管片引脚输出如图1所示。(IGBT)器件的广泛运用，更多场合使用VMOS器件或IGBT器件组成桥式电路，例如开关电源半桥变换器或全桥变换器、直流无刷电机的桥式驱动电路、步进电机驱动电路以及逆变器的逆变

3、电路。IR(InternationalRectifier)公司提供了多种桥式驱动集成电路芯片，本文介绍了IR2110功率驱动集成芯片在功率转换器中图1IR2110引脚的应用。该芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块，在芯片中采用了高度引脚1和7是两路独立的输出，分别是LO(低端集成的电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器输出)和HO(高端输出)，引脚3和6分别是VCC(低件的控制要求，同时提高了驱动电路的可靠性。尤其端电源电压)和VB(高端浮置电源电压)，引脚9是上管采用外部自举

4、电容上电，使得驱动电源数目较(VDD)是逻辑电路电源电压，引脚2(COM)是低端电其他IC驱动大大减少。对于典型的6管构成的三相源公共端，引脚5和13分别是vs(高端浮置电源公共桥式逆变器，采用3片IR2110驱动3个桥臂，仅需1端)和vss(逻辑电路接地端)，引脚10(HIN)是逻辑路10V～20V电源。这样，在工程上大大减少了控制输入控制端，引脚11(SD)是输入关闭端，引脚12变压器体积和电源数目，降低了产品成本，提高了系统(LIN)是低端逻辑输入。可靠性。IR2110浮置电源采用自举电路，其高端工作

5、电压本文通过作者在工程中对IR2110的应用，介绍了可达500V，工作频率可达到500kHz。两路通道均带该芯片的主要功能、典型技术参数及使用注意事项。有滞后欠压锁定功能。其推荐典型工作参数如表1所1IR2110主要功能及技术参数示，动态传输延迟时间参数如表2所示。表1IR2110工作参数IR2110采用CMOS工艺制作，逻辑电源电压范围为5V～20V，适应TTL或CMOS逻辑信号输入，具有独立的高端和低端2个输出通道。由于逻辑信号均通过电平耦合电路连接到各自的通道上，容许逻辑电路参考地(uss)与功率电路

6、参考地(COM)之间有一5V和+5V的偏移量，并且能屏蔽小于50n8的脉冲，这收稿日期：2004-06-01；修回日期：2004-07-23·33··微电子与基础产品-电子工蠢师2004年10月表2动态传输延迟时间参数管D5，D6钳位浪涌电压。由于在桥式电路中存在寄生电感，而桥式电路一般负载为感性负载，在功率管开关瞬间、电源短路以及过电流关断时，di／dt比较大，功率管会产生过冲电压，会使VS端电压低于COM端，而表1所示该电压不能低于一4V，如果超出该极限电压就会引起高端通道工作不稳定。根据笔者经验，在设

7、计印制电路板(PCB)时，采取下列推荐方法可以减小VS负过冲电压：2典型电路应用及注意事项a)将功率管紧密放置，并且在焊接功率器件时尽量使引脚最短，以减少PCB布线长度和引脚间寄生电IR2110驱动半桥电路的典型应用原理见图2。感的影响。500Vb)功率驱动集成芯片尽可能靠近功率管放置。c)连接两功率管的走线采用宽线直接连接，不要有环路。d)在电源线与功率管之间增加去耦电容(一般为0．1F或1．0IxF)。在许多场合，为了防止功率管和负载因过电流损坏，需对电流值进行严格控制。例如，控制直流电机和图2IR21

8、10驱动半桥电路的典型应用原理步进电机时，如果电流过大会烧毁。利用IR2110的SD端可实现过电流保护控制功能，其过电流保护的工图2中，C2为自举电容，VCC经D2、C2、负载、T2作原理如图3所示。稳压二极管D1提供一标准电给C2充电，以确保关闭、T1导通时，T1管的栅极压，电组R2对电流进行采集，将其转换成电压信号，靠C2上足够的储能来驱动。对于自举电容的选择，再与标准电压相比较，当电流达到规定值时，比较器输