驅(qū)動(dòng)電路IR2110的特性及應(yīng)用
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3.2防直通導(dǎo)通延時(shí)電路
對(duì)H橋驅(qū)動(dòng)電路上下橋臂功率晶體管加互補(bǔ)信號(hào)后，由于帶載情況下，晶體管的關(guān)斷時(shí)間通常比開通時(shí)間長(zhǎng)，這樣，當(dāng)下橋臂晶體管未及時(shí)關(guān)斷而上橋臂搶先開通時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)所謂“橋臂直通”故障。這樣會(huì)使橋臂直通時(shí)電流迅速變大，從而造成功率開關(guān)損壞。所以設(shè)置導(dǎo)通延時(shí)及死區(qū)時(shí)間必不可少。IR2110具有一定的死區(qū)時(shí)間，其大小為10 ns且不可外調(diào)，而實(shí)際使用中，MOSEFT管的關(guān)斷時(shí)間比開通時(shí)間有時(shí)還要比10ns大，此時(shí)就需要外加延時(shí)電路來(lái)加大死區(qū)時(shí)間，以防止電路直通，圖5給出了一種導(dǎo)通延時(shí)電路及其波形。
導(dǎo)通延時(shí)也可以通過(guò)RC時(shí)間常數(shù)來(lái)設(shè)置。對(duì)GTR，可按0.2μs／A來(lái)設(shè)置；而對(duì)MOSFET，則可按0.1～0.2μs來(lái)設(shè)計(jì)，且與電流無(wú)關(guān)；IGBT可按2～5μs來(lái)設(shè)計(jì)。假如GTR的f為5 kHz旦雙極性工作，調(diào)寬區(qū)域?yàn)門／2=1／10=0.1 ms，此時(shí)若I為100 A，則△t=0.2×100=20μs。這樣PWM調(diào)制分辨率的最大可能性為：
這說(shuō)明死區(qū)時(shí)間占據(jù)了調(diào)制周期的1／5，顯然是不可行的。所以，對(duì)于100 A的電機(jī)系統(tǒng)，GTR的開關(guān)頻率必須低于5 kHz。例如，2 kHz以下，此時(shí)的分辨率可達(dá)12.5左右。
4結(jié)束語(yǔ)
IR2110是一種性能比較優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)集成電路，它的自舉懸浮驅(qū)動(dòng)電源可同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一橋臂的上、下兩個(gè)開關(guān)器件，驅(qū)動(dòng)電壓高達(dá)500 V，工作頻率為500 kHz，并具有電源欠壓保護(hù)關(guān)斷邏輯。IR2110的輸出用圖騰柱結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)峰值電流為2 A，同時(shí)兩通道還設(shè)有低壓延時(shí)封鎖(50ns)。此外，芯片還有一個(gè)封鎖兩路輸出的保護(hù)端SD，在SD輸入高電平時(shí)，兩路輸出均被封鎖。IR2110的這些優(yōu)點(diǎn)給實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大方便，特別是自舉懸浮驅(qū)動(dòng)電源大大簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)，因?yàn)橹挥靡宦冯娫醇纯赏瓿缮舷聵虮蹆蓚€(gè)功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)。但與其它驅(qū)動(dòng)集成電路相比，IR2110的保護(hù)功能略顯不足，死區(qū)時(shí)間不可外調(diào)；電路工作在100％占空比信號(hào)輸入時(shí)，也需要外接電荷泵電路來(lái)維持自舉電容的足夠能量。不過(guò)這些不足在實(shí)際應(yīng)用中都可以通過(guò)本文所述的拓展應(yīng)用電路來(lái)進(jìn)行完善和補(bǔ)充。
本文作者已將上述擴(kuò)展應(yīng)用電路應(yīng)用于仿美國(guó)APEX公司SAxx系列產(chǎn)品的應(yīng)用研制中，而且獲得了較好的效果，研制的產(chǎn)品已通過(guò)全部的鑒定檢驗(yàn)，并通過(guò)了國(guó)防科工委組織的鑒定。該成果可在航天和兵器系統(tǒng)中，取代APEX公司的同類產(chǎn)品，而且系統(tǒng)工作正常，用戶比較滿意。
評(píng)論