H桥驱动芯片IR2110功能简介

1.1 驱动芯片IR2110功能简介 在功率变换装置中，根据主电路的结构，起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器，兼有光耦隔离和电磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。 1.1.1 IR2110引脚功能及特点简介 内部功能如图4.18所示: LO（引脚1）:低端输出 COM（引脚2）:公共端 Vcc（引脚3）:低端固定电源电压 Nc（引脚4）: 空端 Vs（引脚5）:高端浮置电源偏移电压 VB (引脚6):高端浮置电源电压 HO（引脚7）:高端输出 Nc（引脚8）: 空端 VDD（引脚9）:逻辑电源电压 HIN（引脚10）: 逻辑高端输入 SD（引脚11）:关断 LIN（引脚12）:逻辑低端输入 Vss（引脚13）:逻辑电路地电位端，其值可以为0V Nc（引脚14）:空端 IR2110的特点： （1）具有独立的低端和高端输入通道。 （2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。 （3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。 （4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有 V的便移量。 （5）工作频率高，可达500KHz。 （6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。 （7）图腾柱输出峰值电流2A。 1.1.2 IR2110的工作原理 IR2110内部功能由三部分组成：逻辑输入；电平平移及输出保护。如上所述IR2110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设计，可以大大减少驱动电源的数目，即一组电源即可实现对上下端的控制。 高端侧悬浮驱动的自举原理： IR2110驱动半桥的电路如图所示，其中C1，VD1分别为自举电容和自举二极管，C2为VCC的滤波电容。假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压（VC1 VCC）。 当HIN为高电平时如图4.19 ：VM1开通，VM2关断，VC1加到S1的栅极和源极之间，C1通过VM1，Rg1和栅极和源极形成回路放电，这时C1就相当于一个电压源，从而使S1导通。由于LIN与HIN是一对互补输入信号，所以此时LIN为低电平，VM3关断，VM4导通，这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg2迅速对地放电，由于死区时间影响使S2在S1开通之前迅速关断。 当HIN为低电平时如图4.20：VM1关断，VM2导通，这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg1迅速放电使S1关断。经过短暂的死区时间LIN为高电平，VM3导通，VM4关断使VCC经过Rg2和S2的栅极和源极形成回路，使S2开通。在此同时VCC经自举二极管，C1和S2形成回路，对C1进行充电，迅速为C1补充能量，如此循环反复。       在H桥设计中，要让上管按要求开通必须具备四个条件：1、自举电容要能满足管子开通瞬间提供能量的要求；2、自举电容瞬间提供给管子开通能量后，电源VCC要能在最短时间能给其补充能量，要很快补充能量那就必须在VCC附近并联一个大电容；3、自举二极管要选择快恢复二极管；4、管子的栅极驱动电阻也不能太大，太大就限制了管子导通电流。我们在试验当种只改善其中一或两个条件是不能达到要求的，如需彻底解决这个问题也只有满足以上四个条件。