[赏析]ir2110中文资料

[赏析]ir2110中文资料 IR2110中文资料 摘要 介绍了I R2 1 1 0的内部结构和特点 高压侧悬浮驱动的原理和自举元件的设计。针对I R2 1 1 0的不足 提出了几种扩展应用的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 并给出了应用实例。 关键词 悬浮驱动 栅电荷 自举 绝缘门极 1引言 在功率变换装置中 根据主电路的结构 其功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式。采用隔 离驱动方式时需要将多路驱动电路、控制电路、主电路互相隔离 以免引起灾难性的后果。隔离驱动可分 为电磁隔离和光电隔离两种方式。 光电隔离具有体积小 结构简单等优点 但存在共模抑制能力差 传输速度慢的缺点。快速光耦的速度也 仅几十k Hz。 电磁隔离用脉冲变压器作为隔离元件 具有响应速度快 脉冲的前沿和后沿 原副边的绝缘强度高 d v / d t 共模干扰抑制能力强。但信号的最大传输宽度受磁饱和特性的限制 因而信号的顶部不易传输。而且最大 占空比被限制在5 0 。而且信号的最小宽度又受磁化电流所限。脉冲变压器体积大 笨重 加工复杂。 凡是隔离驱动方式 每路驱动都要一组辅助电源 若是三相桥式变换器 则需要六组 而且还要互相悬浮 增加了电路的复杂性。随着驱动技术的不断成熟 已有多种集成厚膜驱动器推出。如EXB8 4 0 / 8 4 1、 EXB8 5 0 / 8 5 1、M5 7 9 5 9 L / AL、M5 7 9 6 2 L / AL、HR0 6 5等等 它们均采用的是光耦隔离 仍受上述缺点的限制。 美国I R公司生产的I R2 1 1 0驱动器。它兼有光耦隔离 体积小 和电磁隔离 速度快 的优点 是中小功 率变换装置中驱动器件的首选品种。 2 I R2 1 1 0内部结构和特点 I R2 1 1 0采用HVI C和闩锁抗干扰CMOS制造工艺 DI P1 4脚封装。具有独立的低端和高端输入通道 悬浮电 源采用自举电路 其高端工作电压可达5 0 0 V d v / d t =?5 0 V/ n s 1 5 V下静态功耗仅1 1 6 mW 输出的电源端 脚3 ,即功率器件的栅极驱动电压 电压范围1 0 2 0 V 逻辑电源电压范围 脚9 5 1 5 V 可方便地与 TTL CMOS电平相匹配 而且逻辑电源地和功率地之间允许有?5 V 的偏移量 工作频率高 可达5 0 0 k Hz 开通、关断延迟小 分别为1 2 0 n s和9 4 n s 图腾柱输出峰值电流为2 A。 I R2 1 1 0的内部功能框图如图1所示。由三个部分组成 逻辑输入 电平平移及输出保护。如上所述I R2 1 1 0 的特点 可以为装置的设计带来许多方便。尤其是高端悬浮自举电源的成功设计 可以大大减少驱 图1 I R2 1 1 0的内部功能框图 图2半桥驱动电路 动电源的数目 三相桥式变换器 仅用一组电源即可。 3高压侧悬浮驱动的自举原理 I R2 1 1 0用于驱动半桥的电路如图2所示。图中C1、VD1分别为自举电容和二极管 C2为VCC的滤波电容。 假定在S1关断期间C1已充到足够的电压 VC1?VCC 。当HI N为高电平时VM1开通 VM2关断 VC1加到 S1的门极和发射极之间 C1通过VM1 Rg 1和S1门极栅极电容Cg c 1放电 Cg c 1被充电。此时VC1可等效 为一个电压源。当HI N为低电平时 VM2开通 VM1断开 S1栅电荷经Rg 1、VM2迅速释放 S1关断。经短 暂的死区时间 t d 之后 L I N为高电平 S2开通 VCC经VD1 S2给C1充电 迅速为C1补充能量。如 此循环反复。 4自举元器件的分析与设计 如图2所示自举二极管 VD1 和电容 C1 是I R2 1 1 0在PWM应用时需要严格挑选和设计的元器件 应根 据一定的规则进行计算分析。在电路实验时进行一些调整 使电路工作在最佳状态。 4 . 1自举电容的设计 I GBT和PM POWERMOSFET 具有相似的门极特性。开通时 需要在极短的时间内向门极提供足够的栅电荷。 假定在器件开通后 自举电容两端电压比器件充分导通所需要的电压 1 0 V 高压侧锁定电压为8 . 7 / 8 . 3 V 要高 再假定在自举电容充电路径上有1 . 5 V的压降 包括VD1的正向压降 最后假定有1 / 2的栅电压 栅 极门槛电压VTH通常3 5 V 因泄漏电流引起电压降。综合上述条件 此时对应的自举电容可用下式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示 C1 = 1 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 应用则取C1 > 2 Qg / ( VCC 1 0 1 . 5 )。 例如FUJ I 5 0 A/ 6 0 0 VI GBT充分导通时所需要的栅电荷Qg = 2 5 0 n C 可由特性曲线查得 VCC= 1 5 V 那么 C1 = 2×2 5 0×1 0 9 / ( 1 5 1 0 1 . 5 ) = 1 . 4×1 0 7 F 可取C1 = 0 . 2 2μF或更大一点的 且耐压大于3 5 V的钽电容。 4 . 2悬浮驱动的最宽导通时间t o n ( ma x )当最长的导通时间结束时 功率器件的门极电压Vg e仍必须足够高 即必须满足式 1 的约束关系。不论PM还是I GBT 因为绝缘门极输入阻抗比较高 假设栅电容 Cg e 充电后 在VCC= 1 5 V时有1 5μA的漏电流 I g Qs 从C1中抽取。仍以4 . 1中设计的参数为例 Qg = 2 5 0 n C ΔU= VCC 1 0 1 . 5 = 3 . 5 V Qa v a i l =ΔU×C= 3 . 5×0 . 2 2 = 0 . 7 7μC。则过剩电荷ΔQ= 0 . 7 7 0 . 2 5 = 0 . 5 2μC ΔUc =ΔQ/ C= 0 . 5 2 / 0 . 2 2 = 2 . 3 6 V 可得Uc = 1 0 2 . 3 6 = 1 2 . 3 6 V。由U= Uc及栅极输入阻抗R= = = 1 MΩ可求出t 即 t o n ( ma x ) 由= = = 1 . 2 3 6可求出 t o n ( ma x ) = 1 0 6×0 . 2 2×1 0 6 l n 1 . 2 3 6 = 4 6 . 6 ms 4 . 3悬浮驱动的最窄导通时间t o n ( mi n ) 在自举电容的充电路径上 分布电感影响了充电的速率。下管的最窄导通时间应保证自举电容能够充足够 的电荷 以满足Cg e所需要的电荷量再加上功率器件稳态导通时漏电流所失去的电荷量。因此从最窄导通 时间t o n ( mi n )考虑 自举电容应足够小。 综上所述 在选择自举电容大小时应综合考虑 既不能太大影响窄脉冲的驱动性能 也不能太 高压悬浮驱动器I R2 1 1 0的原理和扩展应用 ( ) 图3具有负偏压的I R2 1 1 0驱动电路 图4简单负偏压产生电路 小而影响宽脉冲的驱动 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。从功率器件的工作频率、开关速度、门极特性进行选择 估算后经调试而定。 4 . 4自举二极管的选择 自举二极管是一个重要的自举器件 它应能阻断直流干线上的高压 二极管承受的电流是栅极电荷与开关 频率之积。为了减少电荷损失 应选择反向漏电流小的快恢复二极管。 5 I R2 1 1 0的扩展应用 单从驱动PM和I GBT的角度考虑 均不需要栅极负偏置。Vg e = 0 完全可以保证器件正常关断。但在有些情 况下 负偏置是必要的。这是因为当器件关断时 其集电极 发射极之间的d v / d t过高时 将通过集电极 栅极之间的 密勒 电容以尖脉冲的形式向栅极馈送电荷 使栅极电压升高 而PM I GBT的门槛电压通 常是3 5 V左右 一旦尖脉冲的高度和宽度达到一定的水平 功率器件将会误导通 造成灾难性的后果。 而采用栅极负偏置 可以较好地解决这个问题。 5 . 1具有负偏压的I R2 1 1 0驱动电路 电路如图3所示。高压侧和低压侧的电路完全相同。每个通道分别用了两只N沟道和两只P沟道的MOSFET。 VD2、C2、R2为VM2的栅极耦合电路 C3、C4、VD3、VD4用于将H0 脚7 输出的单极性的驱动信号转换 为负的直流电压。当VCC= 1 5 V时 C4两端可获得约1 0 V的负压。 5 . 2简单负偏压I R2 1 1 0驱动电路 电路如图4所示。高压侧的负偏压由C1 VD1 R1产生 R1的平均电流应不小于1 mA。不同的HV可选择不 同的电阻值 并适当考虑其功耗。低压侧由VCC R2 C2 VD2产生。两路负偏置约为 4 . 7 V。可选择小电 流的齐纳二极管。 在图3所示电路中 VM1 VM4如选择合适的MOSFET 也能同时达到扩展电流的目的 收到产生负偏置和扩 展电流二合一的功能。 6应用实例 一台2 k W 三相4 0 0 Hz 1 1 5 V/ 2 0 0 V的变频电源。单相5 0 Hz 2 2 0 V输入 逆变桥直流干线HV?3 0 0 V 开关 频率f s = 1 3 . 2 k Hz。功率模块为6 MBI 2 5 L 0 6 0 用三片I R2 1 1 0作为驱动电路 共用一组1 5 V的电源。主电路 如图5所示。控制电路由8 0 C1 9 6 MC构成的最小系统组成。图6 为I R2 1 1 0高压侧输出的驱动信号 图7为 其中一相的输出波形。 7结语 I R2 1 1 0是一种性能比较优良的驱动集成电路。无需扩展可直接用于小功率的变换器中 使电路更加紧凑。 在应用中如需扩展 附加硬件成本也不高 空间增加不大。然而其内部高侧和低侧通道 图5应用实例 图6 I R2 1 1 0高压侧输出驱动信号 图7变频电源其中一相输出波形 5 0 V/ DI V 分别有欠压封锁保护功能 但与其它驱动集成电路相比 保护功能略显不足 可以通过其它保护措施加以 弥补。