IR2110在無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的應(yīng)用

美國IR公司的IR2110芯片是一種雙通道、柵極驅(qū)動(dòng)、高壓高速功率器件的單片式集成驅(qū)動(dòng)模塊。由于它具有體積小、成本低、集成度高、響應(yīng)速度快、偏值電壓高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，自推出以來，這種適于功率MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)的自舉式集成電路在電機(jī)調(diào)速、電源變換等功率驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。IR2110采用先進(jìn)的自舉電路和電平轉(zhuǎn)換技術(shù)，大大簡化了邏輯電路對功率器件的控制要求，使得每對MOSFET（上下管）可以共用一片IR2110，并且所有的IR2110可共用一路獨(dú)立電源。對于典型的6管構(gòu)成的三相橋式逆變器，可采用3片IR2110驅(qū)動(dòng)3個(gè)橋臂，僅需1路10V～20V電源。這樣，在工程上大大減少了驅(qū)動(dòng)電路的體積和電源數(shù)目，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。

IR2110浮置電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá)500V，工作頻率可達(dá)到500kHz，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由三個(gè)部分組成：邏輯輸入，電平平移及輸出保護(hù)。IR2110采用CMOS工藝制作，邏輯電源電壓范圍為5V~20V，適應(yīng)TTL或CMOS邏輯信號輸入，具有獨(dú)立的高端和低端2個(gè)輸出通道，兩路通道均帶有滯后欠壓鎖定功能。由于邏輯信號均通過電平耦合電路連接到各自的通道上，容許邏輯電路參考地（Vss）與功率電路參考地（COM）之間有5V的偏移量，并且能屏蔽小于50ns的脈沖，有較理想的抗噪聲效果。

圖1 ?IR2110內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

IR2110的自舉電路特別適合于各種橋式驅(qū)動(dòng)電路，其典型應(yīng)用如圖2所示。引腳3（VCC）和6（VB）分別是低端電源電壓和高端浮置電源電壓，引腳2（COM）是低端電源公共端，引腳5（Vs）是高端浮置電源公共端，引腳9（VDD）是邏輯電路電源電壓，引腳13（Vss）是邏輯電路接地端，引腳11（SD）是輸入信號關(guān)閉端。VCC為10V~20V功率管門極驅(qū)動(dòng)電源，由于VSS可與COM連接，則VCC與VDD可共用同一個(gè)典型值為+15V的電源。

圖2 ?IR2110典型應(yīng)用電路

當(dāng)輸入邏輯信號HIN/LIN=1時(shí)，輸出信號HO/LO=1，控制MOSFET導(dǎo)通;當(dāng)HIN/LIN=0時(shí)，HO/LO=0，控制MOSFET關(guān)斷，其SD輸入可以用來閉鎖這二路驅(qū)動(dòng)。如果這兩路驅(qū)動(dòng)電壓小于8.3V，輸出信號會因欠壓而被片內(nèi)封鎖。輸出柵極驅(qū)動(dòng)電壓的范圍為10V~20V，其電平典型轉(zhuǎn)換時(shí)間為：Ton=120ns，Toff=94ns。死區(qū)時(shí)間的典型值為10ns，內(nèi)置的死區(qū)電路可以防止由于MOS器件關(guān)斷延時(shí)造成的直臂導(dǎo)通現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的可靠性。