基于IR2110的H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用

目前，可逆H全橋PWM直流電機(jī)控制系統(tǒng)主要采用功率MOSFET、IGBT管作為開(kāi)關(guān)管，而開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路通常采用集成驅(qū)動(dòng)電路，將微機(jī)的PWM控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成同步高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)。IR2110芯片是一種H半橋（獨(dú)立一橋臂雙通道）、柵極驅(qū)動(dòng)、高壓、高速單片式專(zhuān)用功率器件集成驅(qū)動(dòng)電路，2片IR2110就能構(gòu)成H全橋功率MOS－FET管可逆PWM他勵(lì)直流控制系統(tǒng)主控回路。IR2110芯片高端懸浮通道采用外部自舉電容產(chǎn)生懸浮電壓源VBS，與低端通道共用一個(gè)外接驅(qū)動(dòng)電源VCC，兼有光耦隔離和電磁隔離的優(yōu)點(diǎn)，配置所有高壓引腳在芯片一側(cè)、獨(dú)立的邏輯地和功率地，使芯片結(jié)構(gòu)緊固可靠。

1、IR2110H橋典型驅(qū)動(dòng)電路

基于2片IR2110的H橋4片MOSFET管直流電機(jī)典型驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示。當(dāng)VT1、VT4導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)VT2、VT3導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)VT2、VT4導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)兩極與地短接，電機(jī)剎車(chē)能耗制動(dòng)。

圖1 ?基于IR2110的H橋直流電機(jī)典型驅(qū)動(dòng)電路

C24，C30是自舉電容，D4，D12是自舉快恢復(fù)二極管，防止VT1、VT3導(dǎo)通時(shí)高電壓串入VCC端損壞該芯片。C27、C31是功率電源VCC的濾波電容，C100、C103是邏輯電源VDD的濾波電容。R172，R181是自舉電容C24，C30充電回路的限流自舉電阻，防止電容過(guò)充、VS出現(xiàn)低于地電位的情況發(fā)生。

電阻R13，R23，R31，R37是IR2110輸出通道到MOSFET管柵極間的限流電阻，取值為幾十Ω，防止柵極電流DI／DT過(guò)大損壞MOSFET管。C23，C26，C29，C32是濾波電容，與電阻R13，R23，R31，R37組成RC低通濾波電路，對(duì)IR2110輸出信號(hào)進(jìn)行低通濾波。

功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF3205的柵－源極電壓容限為±20V，而IR2110內(nèi)部沒(méi)有連接于柵極的限壓元件，MOSFET漏極產(chǎn)生的浪涌電壓會(huì)通過(guò)漏柵極之間的米勒電容耦合到柵極上擊穿柵極的氧化層，所以在MOS管柵－源極之間加分壓電阻和穩(wěn)壓二極管來(lái)箝位柵－源極電壓，同時(shí)保護(hù)IR2110不被MOS管短路高壓竄入損壞。穩(wěn)壓二極管D6，D10，D14，D18穩(wěn)壓在18V左右，電阻R14，R24，R35、R35對(duì)IR2110輸出信號(hào)分壓，有效降低柵極電壓。

D5，D8，D13，D16是在IR2110發(fā)出關(guān)斷信號(hào)時(shí)，給功率場(chǎng)效應(yīng)管從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)提供一個(gè)快速釋放電荷通道的快恢復(fù)二極管。由于IR2110的導(dǎo)通傳播延時(shí)典型值為120ｎS，關(guān)斷傳播延時(shí)典型值為94ｎS，僅僅相差26ｎS，快恢復(fù)二極管可進(jìn)一步加快功率MOSFET的關(guān)斷時(shí)間有利于增強(qiáng)橋臂開(kāi)關(guān)管先關(guān)斷后導(dǎo)通死區(qū)周期，防止同一臂上下兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管同時(shí)導(dǎo)通短路燒毀。電阻R173，R174，R182，R183用于限制功率場(chǎng)效應(yīng)管釋放電流，防止大電流損壞IR2110［8］，取值為幾Ω。D82，D83，D88，D89是用來(lái)鉗位功率MOS－FET管開(kāi)關(guān)過(guò)程中漏源極浪涌電壓的穩(wěn)壓二極管。