R2130是國際整流器公司最新推出的高壓集成驅(qū)動器,可作為交直流調(diào)速、UPS電源、電子鎮(zhèn)流器以及永磁無刷電機調(diào)速電路中主功率元件的驅(qū)動電路。IR2130可直接驅(qū)動中小容量的功率場效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)和場效應(yīng)控制晶閘管(MCT)等。IR2130具有六路輸入信號和六路輸出信號,其中六路輸出信號中的三路具有電平轉(zhuǎn)換功能,因而它既能驅(qū)動橋式電路中低壓側(cè)的功率器件,又能驅(qū)動高壓側(cè)的功率元件。也就是說,該驅(qū)動器可共地運行,且只需一路控制電源,而常規(guī)的驅(qū)動系統(tǒng)通常包括光電隔離器件或者脈沖變壓器,同時還必須向驅(qū)動電路提供相應(yīng)的隔離電源。
IR2130引腳功能
IR2130引腳排列如上圖所示,VCC為輸入電源,HIN1、HIN2、HIN3、LIN1、LIN2、LIN3為輸入端,F(xiàn)ALUT為故障輸出端,ITRIP為電流比較器輸入端,CAO為電流放大器輸出端,CA-為電流放大器反向輸入端,VSS為電源地,VSD為驅(qū)動地,L01,L02,L03為三路低側(cè)輸出,VB1、VB2、VB3為三路高側(cè)電源端,HO1、VS1,HO2、VS2、HO3、VS3為三路高側(cè)輸出端。
IR2130在電機驅(qū)動中的應(yīng)用
本文將IR2130作為信號的前級驅(qū)動,將其應(yīng)用在三相混合式步進電機驅(qū)動系統(tǒng)中做驅(qū)動信號的轉(zhuǎn)換。三相逆變橋中的一個橋的典型連接如圖2所示,系統(tǒng)主供電電壓為220VAC,經(jīng)整流濾波得到的近310V的直流母線電壓,圖中C1是自舉電容,為上橋臂功率管驅(qū)動的懸浮電源存儲能量,當開關(guān)頻率大于5kHz 時, 該電容值應(yīng)不小于0.1UF, 且選低漏電流的瓷片電容為好;D1為自舉二極管,其作用是防止上橋臂導(dǎo)通時的直流電壓母線電壓加到IR2130的電源上而使器件損壞,因此D1應(yīng)有足夠的反向耐壓,為了滿足主電路功率管開關(guān)頻率的要求,D1還應(yīng)選超快速恢復(fù)型二極管。R1和R2是IGBT的柵極限流電阻, 一般可采用十幾到幾十歐。不同電阻值對IGBT的動態(tài)特性將產(chǎn)生極大的影響,數(shù)值較小的柵極電阻使柵極電容充放電較快,但同時它只能承受較小的柵極噪聲,并導(dǎo)致柵極-發(fā)射極之間電容同驅(qū)動電路引線的寄生電感產(chǎn)生振蕩問題。不同電流容量的IGBT器件的柵極限流電阻有不同的取值 ,功率越大的管子?xùn)艠O電阻應(yīng)越小。
圖2 IR2130在半橋驅(qū)動中的典型接線
驅(qū)動系統(tǒng)通過IR2130將電機控制PWM信號,經(jīng)三相半橋逆變電路后驅(qū)動電機,實現(xiàn)了電機電流調(diào)節(jié),結(jié)果如圖3所示,通道1為給定電流,通道2為實際輸出電流,從結(jié)果上看,電流波形和給定電流基本吻合(由于控制的需要,給定與實際電流的相位相反)。
IR2130使用注意事項
首先IR2130在使用上要注意以下幾點:
1、由于IR2130的電流檢測輸入端直接與主電路連接,很容易引入干抗,因此電流檢測電阻應(yīng)采用無感電阻。
2、由于IR2130 采用了不隔離的驅(qū)動方式,若主電路功率器件損壞,高壓將直接串入IR2130,引起IR2130永久性損壞, 嚴重時還會將IR2130 前級電路擊穿。所以當IR2130的輸入信號來自微處理器時必須采取隔離措施[3]。
其次由IR2130組成的自舉電路各個參數(shù)的選擇要注意,特別是自舉電容和自舉二極管,柵極電阻也是必須要考慮的因素之一。PCB的布局和布線上也有嚴格要求,如何減小自舉電路上由于引腳連接和PCB引線上產(chǎn)生的電感,可從以下幾個方面考慮:
(1)使用寬線直接連接兩個功率器件,不要有環(huán)路和遠離;
(2)單點連接IR213O的地和功率地,同時考慮功率地和邏輯地的單點連接; (3)IR2130距離功率器件越近越好,自舉電容盡量靠近驅(qū)動IC;
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