IR相关知识笔记.docx

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1、驱动芯片2110功能简介 在功率变换装置中,依据主电路的构造,起功率开关器件一般承受干脆驱动和隔离驱动两种方式.美国公司消费的2110驱动器,兼有光耦隔离和电磁隔离的优点,是中小功率变换装置中驱动器件的首选。1. 2110引脚功能及特点简介 12110引脚管引脚1:低端输出引脚2:公共端 引脚3:低端固定电源电压 引脚4: 空端 引脚5:高端浮置电源偏移电压 (引脚6):高端浮置电源电压 引脚7:高端输出 引脚8: 空端 引脚9:逻辑电源电压 引脚10: 逻辑高端输入 引脚11:关断 引脚12:逻辑低端输入 引脚13:逻辑电路地电位端,其值可以为0V 引脚14:空端 22110的特点: 1具有

2、独立的低端和高端输入通道。2悬浮电源承受自举电路,其高端工作电压可达500V。3输出的电源端脚3的电压范围为1020V。4逻辑电源的输入范围脚9515V,可便利的及,电平相匹配,而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有 V的便移量。5工作频率高,可达500。6开通、关断延迟小,分别为120和94。7图腾柱输出峰值电流2A。22110内部构造2110的内部构造和工作原理框图如图4所示。图中和为逆变桥中同一桥臂上下两个功率的驱动脉冲信号输入端。为疼惜信号输入端,当该脚接高电平常,2110的输出信号全被封锁,其对应的输出端恒为低电平;而当该脚接低电平常,2110的输出信号跟随和而变更,在实际电路里,该端

3、接用户的疼惜电路的输出。和是两路驱动信号输出端,驱动同一桥臂的。图4 2110内部构造32110自举电路设计原理2110包括:逻辑输入、电平转换、疼惜、上桥臂侧输出和下桥臂侧输出。逻辑输入端承受施密特触发电路,进步抗干扰实力。输入逻辑电路及电平兼容,其输入引脚阈值为电源电压的10,各通道相对独立。由于逻辑信号均通过电平耦合电路连接到各自的通道上,允许逻辑电路参考地()及功率电路参考地()之间有5 V5 V的偏移量,并且能屏蔽小于50 脉冲,这样便具有较志向的抗噪声效果。两个高压管推挽驱动器的最大灌入或输出电流可达2 A,上桥臂通道可以承受500 V的电压。输入及输出信号之间的传导延时较小,开通

4、传导延时为120 ,关断传导延时为95 。电源典型值为15 V,逻辑电源和模拟电源共用一个15 V电源,逻辑地和模拟地接在一起。输出端设有对功率电源的欠压疼惜,当小于82 V时,封锁驱动输出。2110具有许多优点:自举悬浮驱动电源可同时驱动同一桥臂的上、下两个开关器件,驱动500 V主电路系统,工作频率高,可以到达500 ;具有电源欠压疼惜相关断逻辑;输出用图腾柱构造,驱动峰值电流为2 A;两通道设有低压延时封锁(50 )。芯片还有一个封锁两路输出的疼惜端,在输入高电平常,两路输出均被封锁。2110的优点,给实际系统设计带来了极大便利,特别是自举悬浮驱动电源大大简化了驱动电源设计,只用一路电源

5、即可完成上下桥臂两个功率开关器件的驱动。2110的典型应用电路如图2所示。R2110是一种双通道高压、高速电压型功率开关器件栅极驱动器,具有自居浮动电源,驱动电路特别简洁,只用一个电源可同时驱动上下桥臂。但是2110芯片有他本身的缺陷,不能产生负压,在抗扰方面比较薄弱,以下具体结合试验介绍抗干扰技术。1高压侧悬浮驱动的自举原理高端侧悬浮驱动的自举原理:2110驱动半桥的电路如下图,其中C1,1分别为自举电容和自举二极管,C2为的滤波电容。假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压1 。 当为高电平常如图4.19 :1开通,2关断,1加到S1的栅极和源极之间,C1通过1,1和栅极和源极形成回路放电

6、,这时C1就相当于一个电压源,从而使S1导通。由于及是一对互补输入信号,所以此时为低电平,3关断,4导通,这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过2快速对地放电,由于死区时间影响使S2在S1开通之前快速关断。 当为低电平常如图4.20:1关断,2导通,这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯片内部通过1快速放电使S1关断。经过短暂的死区时间为高电平,3导通,4关断使经过2和S2的栅极和源极形成回路,使S2开通。在此同时经自举二极管,C1和S2形成回路,对C1进展充电,快速为C1补充能量,如此循环反复。2自举元件设计和具有相像的门极特性。开通时,须要在极短的时间内向门极供应足够的栅电荷。假定在器件

7、开通后,自举电容两端电压比较器件充分导通所须要的电压10V,高压锁定电压为8.7/8.3伏要高,再假定在自举电42110其他电路应用1 带电平箝位的2110驱动电路针对2110的缺乏,对输出驱动电路进展了改进,可以承受在栅极限流电阻上反并联一个二极管,但在大功率的环境下不太明显。本文介绍的第一种方法就是下面如图4所示电路。在关断期间将栅极驱动电平箝位到零电平。在桥臂上管开通期间驱动信号使Q1导通、Q2截止,正常驱动。上管关断期间,Q1截止,Q2栅极高电平,导通,将上管栅极电位拉到低电平(三极管的饱和压降)。这样,由于密勒效应产生的电流从Q2中流过,栅极驱动上的毛刺可以大大的减小。下管工作原理及

8、上管完全一样,不再累述。2 2110负压产生电路在大功率场合,各路驱动电源独立,集成驱动芯片一般都有产生负压得功能,如841系列,M57957系列等,在关断期间栅极上施加一个负电压,一般为35 V。其作用也是为了增加关断的牢靠性。防止由于密勒效应而造成的误导通。2110芯片内部虽然没有产生负压功能,但可以通过外加几个无源器件来实现产生负压得功能,如图5所示。在上下管驱动电路中均加上由电容和5 V稳压管组成的负压电路。其工作原理为:电源电压为20 V,在上电期间,电源通过给充电,保持5 V的电压,在为高电平的时候,输出0 V,此时S2栅极上的电压为5 V,从而实现了关断时负压。对于上管S1,为高

9、电平常,输出为20 V,加在栅极上的电压为15 V。当为低电平常,输出0 V,S1栅极为5 V。为电压型驱动器件,所以负压负压电容C5,C6上的电压波动较小,维持在5 V,自举电容上的电压也维持在20 V左右,只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程。的导通压降一般小于3 V,负压电容C5的充电在S2导通时完成。对于C5,C6的选择,要求大于栅极输入寄生电容。自举电容电电路中的二极管D1必需是快复原二极管,应留有足够的电流余量。此电路及一般的带负压驱动芯片产生负压原理一样,直流母线上叠加了5 V的电压。3 2110结合隔离变压器电路上面2种方法已经得到了广泛的应用,但是也有他的缺点,首先电路

10、比最简洁的应用电路要困难的多,其次所用的器件数目增多,本钱增加,再次效果也并不是特别好,这主要是因为2110芯片本身很简洁受到开关管的影响。负载增大,电压上升,2110的输出波形就会变得很混乱,所以用常规的变压器隔离和2110结合起来运用其电路图如6所示,这种电路结合了经典电路的部分内容,大大地减小了负载对驱动的影响,可以用于大功率场合,电路也比较简洁,特别好用。其工作原理为:电源电压为20 V,在上电期间,电源通过给充电,保持5 V的电压,在为高电平的时候,输出0 V,此时S2栅极上的电压为5 V,从而实现了关断时负压。对于上管S1,为高电平常,输出为20 V,加在栅极上的电压为15 V。当为低电平常,输出0 V,S1栅极为5 V。为电压型驱动器件,所以负压负压电容C5,C6上的电压波动较小,维持在5 V,自举电容上的电压也维持在20 V左右,只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程。的导通压降一般小于3 V,负压电容C5的充电在S2导通时完成。对于C5,C6的选择,要求大于栅极输入寄生电容。自举电容电电路中的二极管D1必需是快复原二极管,应留有足够的电流余量。此电路及一般的带负压驱动芯片产生负压原理一样,直流母线上叠加了5 V的电压。

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