IR2110驱动电路设计,防栅极干扰,负压

（电力电子技术）２０００年笫１期２０００．２

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自举式ＩＲ２１１０集成驱动电路的特殊应用

ＳｐｅｃｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢｏｏｔｓｔｒａｐＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｒｉｖｅＣｉｒｃｕｉｔＩＲ２１１０

西北工业大学马瑞辫刘溉国（西安７１００７２）

摘拦：针对自举式ＩＲ２１１０集成驱动电路，对其常见的几种不同拓扑结构电力电子交换器中的特殊应用进行了研究，赍缨了巍举电密的选择方法。总结了几点应用挂巧。

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叙调：驱动／变换器自举

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自美国ＩＲ公司推出丫Ｉ壬匕１１０集成驱动电路以来ｎ】，这种适于姥率ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ璇动妁自举式集成电路在电源变换、筠达调遵等功率驱动钡域中获得了广泛的成用。其主要原因是，该电路芯片体积小（ＤＩＰｌ４）、集成度商（可驱葫丽一桥臂两籍）、响成快（典型ｔ。／ｔｄｆ＝１２０／９４ｎｓ）、偏值电压高（《６００Ｖ）、驱动箍力强、内设必压鼙谈，雨量萁成本｜｜ｌ蠹、易乎调试，并设有外部保护封锁端口。尤其是上管驱溺采用羚部鸯举毫窖上电，使褥驱凄奄漂籍数鏊较其他ＩＣ驱动大大减小。对于舆型的六管构成的三耀撬式邀变嚣，聚嚣三砖ＩＲ２ｔ１０驱饕基个橙糖，仅祷要一路１０～２０Ｖ电源。这样在工程上大大掳少？控裂变压器嚣援郄电源数基，瘁抵了产晶戚零和减小了体积，摄高了系统可靠性。但ＩＲ２１１０使用不当，尤其是宴攀电容选择不好。爨于遗成芯片损坏或不能磁常工作。为此，通过作者在几个科研顼耳中的应用体会，髓其在常见的几种不同结构电力电子变换嚣中的破甩进行了研究，奔绍了自举电容选择方法，井总结了几点威用技巧【２．３Ｊ。

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Ｖ．ｏ

驱动信号会因欠压被片内逻辑封锁。ｖｒｌ就无法正常工作。为此，簧么选用小容慧电容．以提高充电电眶；要么为Ｑ提供快速充电通路；要么取掉ＶＤｌ，直接给ｖｊ、ｖｊ魏辩一个１０－－２０Ｖ隔离纛源。对手全桥型逆变器，由乎Ａ、Ｂ两端谶在一起。无需经过燕载充壤，这赣澎式鑫举王俸仪莛岛选挥阕爨。彝

乎处理。

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ＩＲ２１１０典型接线图

显然每个瘸期ｖ瓢开关一次，ｃ２藐遥遵ｖｂ开关充电一次，因此自举电容妫的充电还与辅入信号ＨＩＮ、ＬＩＮ懿ＰＷＭ躲捧攘攀帮豫；率宽麦蠢美，当ＰＷＭ工作频率过低时，若ＶＴｌ导嫌脉宽较窄，鑫举电爨８，３Ｖ饔耍滤戆；爱之无法实援塞举。毽此，要合理设置ＰＷＭ开关频率和占空比调节范围．Ｇ２豹骞蓉选择考虑翔下几纛：

（１）ＰＷＭ开关频率高，ｃ２虚选小。

《２）尽量使囊攀土壤嚣路不经大阻捷负载，答则墩为ｃ２充电提供快速充电通路。

（３）对于占象比调节较大的场舍，特别是在嵩占象眈时，ＶＴ２开渣时间较短。ｃ２应选小。否则，在有

限时间内无法＿选到自举电压。

２置Ｒ２ｌｌＯ工作原疆

ＩＲ２１１０典型接线如图１所示，其中ＶＶＤ采用５～２０ｖ电源．适应１ｖｒＬ戢ＣＭＯＳ逻辑僖号输入，ｙｃｃ为１０～２０ｖ功率管门板驱动电源，由于ｖｓｓ可与ＣＯＭ连接，赠Ｖｃｃ与ＶＤＤ可共藩弱一个典蘩催为＋１５Ｖ的电源。图１中．Ｃ２为自举电容，ｖ∞经

碱、辽、夤载、Ｖ现给Ｑ宽毫，菇确保Ｖｒ２关鬻、

ｖＴｌ开通时，ｖＴｌ管的栅檄靠Ｑ上足够的储躺米驱动，扶露实瑶鸯举式驱动。善受载疆挽较大，龟经负载降压充电较慢，使得ｖＴ２荧断、ｖＴ】开通，Ｑ

万方数据　

主瓣毫压镪充电零翻鑫攀毫压８，３Ｖ戮上鞋，辕蹬

（４）毽酶遗释应鳔禽考虑ＰＷＭ变亿酶各种情况，监测Ｈｏ、ｖｊ脚波形进行调试是最好的方法。

对予三程褥式递变蒋采用兰片ＩＲ２１１０燕孛小溅功率变换的理想选择，驱动电源仅用一路舆型１５Ｖ电激，垂予三摇莲燮器每令藩期蕙寿一个上下

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＜壤力奄子撞零）２０００年第１糍２０００。２

管导通，故上管自举电容容荔充电，三个上督自举电

旃可肴序工俸，僵对手蕊下觅种特殊结构变换器虽ｌ应采翔一定浆技巧。

图４ｂ可作为革端疑激或正激开关电源、电磁黼驱囊袋Ｂｏｏｓｔ井压ＤＣ／ＤＣ交接器，该电路无鸯举闻题。

３应用实例分析

３．１单相不对称半桥结构

这种拓扑结构如图２所示，它非常适戍于堆端菠激缓夏激秀共电源、三籀６／４缨捧舞关擞阻电巍调速等场鸯，由于ｖＴ，、ｖ疋同时开或关，救自举上电回路必然经过负载。解决方法是：（１）采用小容量电容，对负载性质进行分析；

（２）鸯鑫拳电容岛冀提供一条遥骆，摊墨３瑟瑟，当ＨＩＮ、ＬＩＮ嘲为糕电平时，ｖＴ”Ｖ氍导通，ｖＱ，导通，ｖＱ２截止，，不影响盘电路正常工作。

ＨＩＮ、ＬＩＮ同为低电平时，ｗ１、ＶＴ２截止。ＶＱｌ截

盎，Ｖ龟导遗，鸯Ｑ提供亮巍逶耩。毪鑫举西路不经负载，在ｖＴｉ和ＶＣｈ之闯加入恁区，以防止童通短路。这样改进后，还可适合ｖＴｌ和ｖｒ２交替开通斩波的控铡策略。扶而降低单管开关损耗；

（３）鸯了避免电籍繁琐聂琵嚣设置，霹玻簿ＶＤＩ，崔ＩＲ２１１０翦ＶＢ、Ｖｓ脚男如一路躁袁电溅，这榉就光希自举供电，这种方法适于一切自举困难的

情况。

｛瓣

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图４单管斩渡结构驱动电路

３，３单栩半桥结构

谈话挣络梅适乎宣流奄橇镯逮、擎裰裳流亳襁变壤调逮、拳揆舞关电激、单魍交漉啦源等场合，虫乎ｙｎ、ｖＴ２作为串联桥臂，交替开关，十分适应采取ＩＲ２１１０驱动，自举回路不经过负载，仅仪选择ｃ，大，Ｊ、蠲胃，驱葫毫路魏图５ａ新示，该魂珞耩于ＩＲ２Ｕ０麴经典电路。翻５ｂ为躁糖８／６结构秀美磁阻电机功率变换器。可幽两片ＩＲ２１１０来驱动。溅模拟图３的方法来解决，或引入两路隔离电源来解决ＶＴｉ、ＶＴ２的供电。

图２不对称半轿驱动

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图５单相半桥结构驱动电路

图３改进型不对称半桥驱动

３．４单褐全桥结构

选种结稳遥予垒桥汗关耄滚、耋巍芷最转谲速、单援突流电嚣、单攫交滤电戡调遮等场合。如匿６蟹

３．２拳蕾斩浚结构

蛔璎如为ＢＵＣ王（变换爨，适乎ＤＣ／ＤＣ海燕变换器。驱动方法可不采用１１７２１１０下管驱动，仪用

一路上管驱动。上筲电源与ＶＤＤ共甩一个电源．但

泳，其工佟方法是使Ⅵｌ、Ⅵ４或ＶＴ２、Ⅵ３同开、

荧来完成ＰＷＭ斩渡。但这种方法不适鹿ＩＲ２１１０实褒鑫举，改谶方法是由于上、下管之葡无受载串入，为她，梅理７ａ的驱臻渡彤改为图７ｂ嚣珂。ｔ这秸

需要一个二极簿Ｖ琏，苏稼Ｖｓ道嵩反串影镌ｙｎＤ，遗狰方法薏鑫举同题，Ｑ仅赠作去糨。万方数据　

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自举式ＩＲ２１１０熊成驱动电髂的特殊应用

３３

方法是簌波形上竣进酶。鞠７ａ仅是Ｖｆｌ、Ｖｋ菠向

通电情况．相幽直流电机磁转，反转波形是将ＶＴＩ、

矗，劐Ｔ＝ｔｔ＋ｔ々。鄂么｝垂辑籍蹬壤压Ｆｏ—见图７ｂ的波形相当于双极性ＰＷＭ，其占空比Ｐ＝

２￥一１，奎０＝Ｏ．５辩，Ｐ＝０，墨８ｊ＝０～０．５鞋，Ｐ＝一ｌ～０，当以＝Ｏ．５～ｌ时。ｐ＝０－－ｌ。

ＵＩ【ｔｔ／Ｔ一（１一ｔｌ／Ｔ）】＝（２８一１）Ｕｔ＝ＰｕＩ，可

ｖｋ和ｖＴ２、ＶＴ３对调，邋样Ｈ桥输出电压Ｕｏ一

８Ｕ，＋８＝ｔｌ／Ｔ为ＰＷＭ波占空毙。

４结论

以上｛专论霹赣篷，ＩＲ２１１０霹驱囊不麓释类的电力电子变换器，冀自举式供电方式节省印蒯扳面积、减少丁驱动电源簸目。因之得到广泛臌糟。驱动的关键是童举电骞瓣上电惩麟，若采用磁籍独立隧离

黼６荸耜全擀结构驱动奄籍

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电滚供电霹然可靠，毽没嵩究分莉霜ＩＲ２１１０应有的资源和特点。如何保证自举电容充电到８．３．Ｖ以上是萄靠驱动的关键。

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１

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图７ｂ是将ＶＴｌ、Ⅵ４截止段用作ＶＴ２、Ｖ飞导通，为Ｇ实现自举上电＇设ｖＴ，、１峨脒宽为ｔｌ周

鬻弹ｆ，ｖＴ２、ｖ毛髂竟舞ｔ２，簧４魏在费载上辕密电压为Ｕｏ＝（ｔ１一ｔ２）ＵＩ／（ｔｔ＋ｔ２），怨略死区时间

侔誊蔫赍万方数据　

马瑞卿：再。１９６３年圭．踟慧授。主要肽事电辄蔼遣曩电潦变换蓑术莳粹拜与蓑擎工作。

牧稿日期：１９９９－０４－０２

定璃日期１１９９９．０６－０２

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自举式IR2110集成驱动电路的特殊应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

马瑞卿， 刘卫国

西北工业大学,西安,710072电力电子技术

POWER ELECTRONICS2000，34(1)42次

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