1、请问怎么确定 IR2110 能驱动多大的 MOS 管啊？手册上 IR2110 的输出电压是 10-20V，电流是 2A，MOS 管是电压驱动型，要 2A 的电流有什么用啊？随着 PWM 技术在变频、逆变频等领域的运用越来越广泛，以及 IGBT、PowerMOSFET 等功率性开关器件的快速发展，使得 PWM 控制的高压大功率电源向着小型化、高频化、智能化、高效率方向发展。本文采用电压脉宽型 PWM 控制芯片 SG3525A，以及高压悬浮驱动器 IR2110，用功率开关器件 IGBT 模块方案实现高频逆变电源。另外，用单片机控制技术对此电源进行控制，使整个系统结构简单，并实现了系统的数字智能化。
2、SG3525A 性能和结构SG3525A 是电压型 PWM 集成控制器，外接元器件少，性能好，包括开关稳压所需的全部控制电路。其主要特性包括：外同步、软启动功能；死区调节、欠压锁定功能；误差放大以及关闭输出驱动 信号等功 能；输出级采用推挽式电路结构，关断速度快，输出电流400mA；可提供精密度为 5V1%的基准电压；开关频率范围 100Hz400KHz。其内部结构主要包括基准电压源、欠压锁定电路、锯齿波振荡器、误差放大器等，如图 1 所示。 IR2110 性能和结构IR2110 是美国 IR 公司生产的高压、高速 PMOSFET 和 IGBT 的理想驱动器。该芯片采用 HVIC 和闩锁抗干扰
3、制造工艺，集成 DIP、SOIC 封装。其主要特性包括：悬浮通道电源采用自举电路，其电压最高可达 500V；功率器件栅极驱动电压范围 10V20V；输出电流峰值为 2A; 逻辑电源范围 5V20V，而且逻辑电源地和功率地之间允许+5V 的偏移量；带有下拉电阻的 COMS 施密特输入端，可以方便地与 LSTTL和 CMOS 电平匹配；独立的低端和高端输入通道，具有欠电压同时锁定两通道功能; 两通道的匹配延时为 10ns；开关通断延时小，分别为 120ns 和 90ns;工作频率达 500kHz。其内部结构主要包括逻辑输入，电平转换及输出保护等，如图 2 所示。设计原理高压侧悬浮驱动的自举原理IR
4、2110 用于驱动半桥的电路如图 3 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 VC1VCC。当 HIN 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、Rg1 和 S1 门极栅极电容 Cgc1 放电，Cgc1 被充电。此时 VC1 可等效为一个电压源。当 HIN 为低电平时，VM2 开通，VM1 断开，S1 栅极电荷经Rg1、VM2 迅速释放，S1 关断。经短暂的死区时间 (td)之后，LIN 为高电平，S2 开通，VCC 经 VD1、S2给 C1 充电，
5、迅速为 C1 补充能量。如此循环反复。 自举元件设计自举二极管(VD1)和电容(C1)是 IR2110 在 PWM 应用时需要严格挑选和设计的元器件，应根据一定的规则对其进行调整，使电路工作在最佳状态。在工程应用中，取自举电容 C12Qg/(VCC-10-1.5)。式中，Qg 为 IGBT 门极提供的栅电荷。假定自举电容充电路径上有 1.5V 的压降(包括 VD1 的正向压降) ，则在器件开通后，自举电容两端电压比器件充分导通所需要的电压(10V) 要高。同时，在选择自举电容大小时，应综合考虑悬浮驱动的最宽导通时间 ton(max)和最窄导通时间ton(min)。导通时间既不能太大影响窄脉冲的
6、驱动性能，也不能太小而影响宽脉冲的驱动要求。根据功率器件的工作频率、开关速度、门极特性对导通时间进行选择，估算后经调试而定。 VD1 主要用于阻断直流干线上的高压，其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二极管。运用 SG3525A 和 IR2110 构成的高频逆变主电路图高频逆变主电路如图 4 所示，逆变高压电路由全桥驱动组成。功率开关 Q1Q4 采用 IGBT 模块。逆变主电路把直流电压 V1 转换为 20kHz 的高频矩形波交流电压送到高频高压变压器 T1，经升压整流滤波后提供给负载供电。电路通过控制 PWM1 和 PWM2 的占空比，来得到脉宽可调的
7、矩形波交流电压。VF为高压采样端反馈到控制系统的电压。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
8、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，
9、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。 摘 要： 针对 IGBT 的半桥或者全桥的驱动，利用具有双通道集成驱动的 IR2110 来驱动 IGBT。对其自举工作原理进行了分析，同时增加了栅极电平箝位电路，克服了 IR2110 不能产生负偏压的缺点，并在 2 kW、 400 V 汽车直流充电器中以此驱动 IKW40N120T2 电路的试验中验证了其理论分析的正确性。用于 IGBT 或功率 MOSFET 驱动的集成芯片模块中，应用技术比较成熟的有东芝 LP250、富士EXB8 系列、三菱 M579 系列等，
10、但是这些模块都是单驱动，如果要驱动全桥结构的逆变电源则需要 4 个隔离的驱动模块，不但费用高、而且体积大。美国 IR 公司推出的高压浮动驱动集成模块 IR2110 是一种新型的功率 MOSFET 或 IGBT 驱动模块，它本身允许驱动信号的电压上升率达50 V/s，极大地减小了功率开关器件的开关损耗。此外，由于 IR2110 采用自举法实现高压浮动栅极双通道驱动，因此可以驱动500 V 以内的同一相桥臂的上下两个开关管，减小了装置体积，节省了成本。1 IR2110 自举电路工作原理分析自举电路如图 1 所示，其工作原理如下：Q2 导通期间将 Vs 的电位拉低到地，Vcc 通过自举电阻Rbs 和
11、自举二极管 Dbs 给自举电容 Cbs 充电，通过电容 Cbs 在 Vb 和 Vs 之间形成一个悬浮电源给上桥臂主开关器件 Q1 供电。自举电路的存在使同一桥臂上、下主开关器件驱动电路只需一个外接电源。2 IR2110 栅极电平箝位电路由于 IR2110 不能产生负偏压，将它用于驱动桥式电路时，由于密勒效应的存在，在开通与关断时刻，集电极与栅极间的寄生电容有位移电流产生，容易在栅极上产生干扰。特别是在大功率情况下，关断电流较大，IR2110 驱动输出阻抗不够小，沿栅极灌入的位移电流会在驱动电压上叠加形成比较严重的毛刺干扰。如果该干扰超过 IGBT 的最小开通电压，将会造成桥臂瞬间短路。而本文设
12、计的栅极电平箝位电路则解决了由于 IR2110 不能产生负偏压而引起的桥臂短路现象。栅极电平箝位电路如图 2 所示。在上管开通期间，驱动信号使 V1 导通，V2 截止，正常驱动 IGBT；上管关断期间，V1 截止，V2 导通，将驱动输出拉到零电平。这样，由于密勒效应产生的电流将从 V2 中流过，栅极上的毛刺就可以大大减小，从而避免了桥臂短路现象的出现。3 应用 IR2110 驱动的 2 kW、400 V 汽车直流充电器应用于 2 kW、400 V 汽车直流充电器中的 IR2110 驱动电路如图 3 所示。由图 3 可见，用 1 片 IR2110 就可对半桥进行触发，并且实现了自举作用，同时通过
13、设置栅极电平箝位电路，克服了由于 IR2110 不能产生负偏压而容易引起桥臂短路的缺点。4 实验结果在 2 kW、400 V 汽车直流充电器的全桥逆变电源中，采用 IR2110 驱动 IKW40N120T2 电路，开关工作频率为 38.3 kHz，交流输入为 125250 V，直流输出 400 V，实验证明此驱动电路对 IGBT 全桥逆变电路的驱动是非常好的。IR2110 的双通道驱动输出如图 4 所示。本文介绍了 IR2110 在桥式逆变电路驱动中的应用，通过改进后的带有栅极电平的箝位电路，在避免出现由于密勒效应而造成的 IGBT 短路中达到了很好的效果，并且通过在 2 kW、400 V 汽
14、车直流充电器中的实际应用，验证了修改过的 IR2110 驱动电路的可行性，同时说明了该驱动电路具有体积小、成本低、电路简单、实用性和可靠性高等优点。相关的资料：IR2110 中文资料 pdf,应用电路资料随着各种用电设备的飞速发展，特别是通讯产业的突飞猛进，对电源不断地提出新的要求：电功率要求不断加大；电压调节范围要求越来越大；电流的稳定性要求越来越高；纹波与噪声要求越来越低；体积要求越来越小等。为了适应这种现状，开关电源的产生与发展成为了必然。由于远程供电的需要，需研制一台高压大功率直流开关电源。采用开关电源主要是因为开关电源功率可以做大、电压可以做高、电压调节范围可以做广。但是在整个研制过
15、程中发现驱动电路是比较困难且重要的环节。目前开关电源的国内外发展速度很快，技术非常成熟。20 世纪 90 年代以来，高频变换技术飞速地发展，不断涌现了新型电力电子器件，高智能化 IC 和新电路拓扑，创造出 10 年前意想不到的许多新型稳压电源。现代电源技术正以空前的规模改造着传统的旧式电器设备，广泛进入了国民经济和人类生活的各个领域。l 驱动电路的功能与特点开关电源的形式与种类很多，尽管各种不同的开关电源能达到的性能指标也各不相同，但总是由以下几个部分组成：(1)控制单元一般都是由专门的集成电路担当这部分工作，也有用单片机、DPS 作为控制单元核心的，视具体需要而定。(2)功率元件目前一般使用
16、 IGBT 和 MOSFET；一般高频中小功率情况下用场效应管，大功率情况下用IGBT，其电路结构上大同小异，栅极高电平( 一般是 1020 V，常用的是 15 V)导通，低电平(50 V)截止。其作用是开关电源的核心。(3)驱动电路这部分是开关电源的灵魂，是连接控制单元与功率管的桥梁。控制单元出来的电平一般无法直接驱动功率管，需要有一个电平的转换及电流驱动；对于驱动电路而言，功率管的栅极即为负载，一般的功率管栅源之间有一个寄生电容，故驱动电路的负载是一个容性负载，若驱动电流不够，或提高频率，方波会产生畸变，无法达到设计目的。因此功率电子的驱动是整个设计的重点，也是难点。开关稳压电源中的功率开
17、关管要求在关断时能迅速关断，并能维持关断期间的漏电流近似等于零；在导通时要求能迅速导通，并且维持导通期间的管压降也近似等于零。开关管趋于关断时的下降时间和趋于导通时的上升时间的快慢是降低开关晶体管损耗功率，提高开关稳压电源效率的主要因素。要缩短这两个时间，除选择高反压、高速度、大功率开关管以外，主要还取决于加在开关管栅极的驱动信号。驱动波形的要求如下：驱动波形的正向边缘一定要陡，幅度要大，以便减小开关管趋于导通时的上升时间；在维持导通期间内，要能保证开关管处在饱和导通状态，以减小开关管的正向导通管压降，从而降低导通期间开关管的集电极功率损耗；当正向驱动结束时，驱动幅度要减小，以便使开关管能很快
18、地脱离饱和区，以减小关闭储存时问；驱动波形的下降边缘也一定要陡，幅度要大，以便减小开关管趋于截止时的下降时间。理想的驱动波形如图 1 所示。其中图 1(a)是漏极电压和电流波形图，图 1(b)是栅极驱动信号波形图。2 IR2110 栅极驱动抗干扰技术IR2110 是一种双通道高压、高速电压型功率开关器件栅极驱动器，具有自居浮动电源，驱动电路十分简单，只用一个电源可同时驱动上下桥臂。但是 IR2110 芯片有他本身的缺陷，不能产生负压，在抗扰方面比较薄弱，以下详细结合实验介绍抗干扰技术。 21 芯片功能简介IR2110 包括：逻辑输入、电平转换、保护、上桥臂侧输出和下桥臂侧输出。逻辑输入端采用施密特触发电路，提高抗干扰能力。输入逻辑电路与 TTLCOMS 电平兼容，其输入引脚阈值为电源电压 Vdd 的 10，各通道相对独立。由于逻辑信号均通过电平耦合电路连接到各自的通道上，允许逻辑电路参考地(VSS)与功率电路参考地(COM)之间有5 V5 V 的偏移量，并且能屏蔽小于 50 ns 脉冲，这样便具有较理想的抗噪声效果。两个高压 MOS 管推挽驱动器的最大灌入或输出电流可达 2 A，上桥臂通道可以承受 500 V 的电压。输入与输出信号之间的传导延时较小，开通传导延时为 120 ns，关断传导延时为
