IR2110在在IGBT驱动电路中的应用驱动电路中的应用
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。
摘摘 要: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
关键词:关键词: IR2110;自举;箝位电路;负偏压
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,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/μs,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工作原理分析
自举电路如图1所示,其工作原理[1]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[2]。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[3]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 应用应用IR2110驱动的驱动的2 kW、、400 V汽车直流充电器汽车直流充电器
应用于2 kW、400 V汽车直流充电器中的IR2110驱动电路[4]如图3所示。
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