一種新型高壓大功率小信號放大電路
下面分析高壓側懸浮驅(qū)動的自舉原理。
IR2110用于驅(qū)動半橋的電路如圖5所示。圖中C1及VD1分別為自舉電容和二極管,C2為Vcc的濾波電容。假定在S1關斷期間C1已充到足夠的電壓(Vc1≈Vcc)。當腳10(HIN)為高電平時VM1開通,VM2關斷,Vc1加到S1的門極和發(fā)射極之間,C1通過VM1,Rg1和S1柵極-發(fā)射極電容Cge1放電,Cge1被充電。此時Vc1可等效為一個電壓源。當腳10(HIN)為低電平時,VM2開通,VM1斷開,S1柵電荷經(jīng)Rg1,VM2迅速釋放,S1關斷。經(jīng)短暫的死區(qū)時間(td)之后,腳12(LIN)為高電平,S2開通,Vcc經(jīng)VD1,S2給C1充電,迅速為C1補充能量。如此循環(huán)反復。
圖5 IR2110用于驅(qū)動半橋的電路
IR2110的不足是保護功能不夠及其自身不具有負偏壓。為此,給它外加了一個負偏壓電路,具體見圖6。
圖6 采用IR2110驅(qū)動電路
3 應用UC3637和IR2110構成控制驅(qū)動電路
圖6是IR2110構成的驅(qū)動電路。由圖6可見用兩片IR2110可以驅(qū)動一個逆變?nèi)珮螂娐?,它們可以共用同一個驅(qū)動電源而不須隔離,使驅(qū)動電路極其簡化。IR2110本身不能產(chǎn)生負偏壓。由驅(qū)動電路可見本電路在每個橋臂各加了負偏壓電路,以左半部為例,其工作過程如下:VDD上電后通過R1給C1充電,并在VW1的鉗位下形成+5.1V電壓Vc1,當IR2110的腳1(LO)輸出為高電平時,下管有(VDD-5.1)V的驅(qū)動電壓,同時在下管關斷時下管的柵源之間形成一個-5.1V的偏壓;下管開通同時腳1(LO)輸出高電平通過Rg2,R2開通MOSFET讓C3進行充電;當IR2110的腳7(HO)輸出為高電平時,由C3放電提供上管開通電流,同時給C2充電并由VW2鉗位+5.1V,下管關斷時Vc2即形成負偏壓。為了只用IR2110的保護功能,把腳11(SD)端接地。
圖7是用UC3637產(chǎn)生PWM波的電路。由圖7可知,這是一個開環(huán)小信號放大電路,因為,小信號的電壓幅值相對三角波幅值過低,所以,小信號先經(jīng)過UC3637本身的Error運算放大器進行放大,使其幅值約等于三角波的幅值。本電路沒有利用UC3637做死區(qū),而是單獨作了一個死區(qū)延時。然后把放大的信號直接和三角波進行比較,分別在UC3637的腳4及腳7輸出反相的SPWM波,經(jīng)過死區(qū)延時電路、濾雜波電路、隔離電路送到IR2110驅(qū)動芯片。
圖7 采用UC3637的PWM產(chǎn)生電路
設計電路應注意以下問題:
1)UC3637的RT和CT要適當選擇,避免RT上的電流過大,損壞片子;
2)驅(qū)動電路中C2值要遠遠大于上管的柵源極之間的極間電容值;
3)IR2110的自舉元件電容的選擇取決于開關頻率,VDD及功率MOSFET的柵源極的充電需要,二極管的耐壓值必須高于峰值電壓,其功耗應盡可能小并能快速恢復;
4)IR2110的驅(qū)動脈沖上升沿取決于Rg,Rg值不能過大以免使其驅(qū)動脈沖的上升沿不陡,但也不能使驅(qū)動均值電流過大以免損壞IR2110;
5)當PWM產(chǎn)生電路是模擬電路時可以直接把信號接到IR2110;當用采數(shù)字信號時要考慮隔離;
6)注意直流偏磁問題。
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