IR2110包括:邏輯輸入、電平轉(zhuǎn)換、保護(hù)、上橋臂側(cè)輸出和下橋臂側(cè)輸出。邏輯輸入端采用施密特觸發(fā)電路,提高抗干擾能力。輸入邏輯電路與TTL/COMS電平兼容,其輸入引腳閾值為電源電壓Vdd的10%,各通道相對獨(dú)立。由于邏輯信號均通過電平耦合電路連接到各自的通道上,允許邏輯電路參考地(VSS)與功率電路參考地(COM)之間有-5 V~+5 V的偏移量,并且能屏蔽小于50 ns脈沖,這樣便具有較理想的抗噪聲效果。兩個高壓MOS管推挽驅(qū)動器的最大灌入或輸出電流可達(dá)2 A,上橋臂通道可以承受500 V的電壓。輸入與輸出信號之間的傳導(dǎo)延時較小,開通傳導(dǎo)延時為120 ns,關(guān)斷傳導(dǎo)延時為95 ns。電源VCC典型值為15 V,邏輯電源和模擬電源共用一個15 V電源,邏輯地和模擬地接在一起。輸出端設(shè)有對功率電源VCC的欠壓保護(hù),當(dāng)小于8.2 V時,封鎖驅(qū)動輸出。
IR2110具有很多優(yōu)點(diǎn):自舉懸浮驅(qū)動電源可同時驅(qū)動同一橋臂的上、下兩個開關(guān)器件,驅(qū)動500 V主電路系統(tǒng),工作頻率高,可以達(dá)到500 kHz;具有電源欠壓保護(hù)相關(guān)斷邏輯;輸出用圖騰柱結(jié)構(gòu),驅(qū)動峰值電流為2 A;兩通道設(shè)有低壓延時封鎖(50 ns)。芯片還有一個封鎖兩路輸出的保護(hù)端SD,在SD輸入高電平時,兩路輸出均被封鎖。IR2110的優(yōu)點(diǎn),給實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計帶來了極大方便,特別是自舉懸浮驅(qū)動電源大大簡化了驅(qū)動電源設(shè)計,只用一路電源即可完成上下橋臂兩個功率開關(guān)器件的驅(qū)動。IR2110的典型應(yīng)用電路如圖2所示。
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但是在這種電路的使用上存在很大的問題,當(dāng)高壓側(cè)電壓緩慢地往上升時可以清楚地看見毛刺越來越嚴(yán)重,電壓很低時管子發(fā)熱嚴(yán)重,芯片很容易燒掉。這些問題都是由于2 11 0自身的一些不足產(chǎn)生的,IR2110不能產(chǎn)生負(fù)偏壓,如果用于驅(qū)動橋式電路,在半橋電感負(fù)載電路下運(yùn)行,處于關(guān)斷狀態(tài)下的IGBT,由于其反并聯(lián)二極管的恢復(fù)過程,將承受C-E電壓的急劇上升。此靜態(tài)的dv/dt通常比IGBT關(guān)斷時的上升率高。由于密勒效應(yīng),此dv/dt在集電極,柵極問電容內(nèi)產(chǎn)生電流,流向柵極驅(qū)動電路,如圖3所示。雖然在關(guān)斷狀態(tài)時柵極電壓Vg為零,由于柵極電路的阻抗(柵極限流電阻Rg,引線電感Lg),該電流令VGE增加,趨向于VGE(th)。最嚴(yán)重的情況是該電壓達(dá)到閾值電壓,使IGBT導(dǎo)通,導(dǎo)致橋臂短路。IR2110驅(qū)動輸出阻抗不夠小,沿柵極的灌人電流會在驅(qū)動電壓上加上比較嚴(yán)重的毛刺干擾。
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2.2 IR2110改進(jìn)抗干擾電路
2.2.1 帶電平箝位的IR2110驅(qū)動電路
針對IR2110的不足,對輸出驅(qū)動電路進(jìn)行了改進(jìn),可以采用在柵極限流電阻上反并聯(lián)一個二極管,但在大功率的環(huán)境下不太明顯。本文介紹的第一種方法就是下面如圖4所示電路。在關(guān)斷期間將柵極驅(qū)動電平箝位到零電平。在橋臂上管開通期間驅(qū)動信號使Q1導(dǎo)通、Q2截止,正常驅(qū)動。上管關(guān)斷期間,Q1截止,Q2柵極高電平,導(dǎo)通,將上管柵極電位拉到低電平(三極管的飽和壓降)。這樣,由于密勒效應(yīng)產(chǎn)生的電流從Q2中流過,柵極驅(qū)動上的毛刺可以大大的減小。下管工作原理與上管完全相同,不再累述。
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