1、前言

　　在输出功率转换设备中，依据主线路的构造，其输出功率控制开关元器件一般选用立即推动和防护推动二种方法。选用防护推动方法时必须将多通道光耦电路、控制回路、主电源电路相互之间防护，以防造成毁灭性的不良影响。防护推动可分成电磁感应防护和光学防护二种方法。

　　光学防护具备体型小，构造简易等优势，但存有共模抑止能力较差，传输速率慢的缺陷。迅速光电耦合器的效率也仅几十kHz。

　　电磁感应防护用脉冲变压器做为防护元器件，具备处理速度快（单脉冲的前端和后沿），原副边的绝缘电阻硬度高，dv/dt共模干扰抑止工作能力强。但数据信号的较大传送总宽受磁饱和状态特点的限定，因此讯号的顶端不容易传送。并且较大pwm占空比被限定在50％。并且数据信号的最小宽度又受被磁化电流量限制。脉冲变压器容积大，沉重，生产加工繁杂。但凡防护推动方法，各路推动都需要一组輔助开关电源，若是三相桥式SPWM，则必须 六组，并且还需要相互之间飘浮，提升了线路的多元性。伴随着推动新技术的持续完善，已经有多种多样集成化厚膜控制器发布。如EXB840/841、EXB850/851、M57959L/AL、M57962L/AL、HR065这些，他们均使用的是光耦隔离，仍受以上缺陷的限定。英国IR企业生产制造的IR2110控制器。它兼具光耦隔离（体型小）和电磁感应防护（速度更快）的优势，是中小型输出功率转换设备中控制器件的优选种类。

　　2、IR2110内部构造和特性

　　IR2110选用HVIC和闩锁抗干扰性CMOS生产制造加工工艺，DIP14脚封裝。具备独立性的低档和高档键入安全通道；飘浮开关电源选用自举电路，其高档工作标准电压可以达到500V，dv/dt=±50V/ns，15V下静态数据功能损耗仅116mW；輸出的开关电源端（脚3，即电力电子器件的栅压推动工作电压）工作电压范畴10～20V；逻辑性电源电压范畴（脚9）5～15V，可便于地与TTL，CMOS脉冲信号相符合，并且逻辑性开关电源地和输出功率地中间可以有±5V的偏移；输出功率高，可以达到500kHz；启用、关闭延迟时间小，各自为120ns和94ns；图腾柱輸出最高值电流量为2A。

　　IR2110的内部结构作用方框图如图所示1所显示。由三个部份构成：逻辑性键入，脉冲信号移动及輸出维护。如上所述IR2110的特性，能够为设备的设计方案产生很多便捷。尤其是高档飘浮自举开关电源的完成设计方案，能够大大减少led驱动器的数量，三相桥式SPWM，仅用一组开关电源就可以。

　　3、髙压侧飘浮推动的自举基本原理

　　IR2110用以推动半桥的线路如图所示2所显示。图上C1、VD1各自为自举电容器和二极管，C2为VCC的耦合电容。假设在S1关闭期内C1已冲到充足的工作电压（VC1≈VCC）。当HIN为上拉电阻时VM1启用，VM2关闭，VC1加进S1的门极和发射极中间，C1根据VM1，Rg1和S1门极栅压电容器Cgc1充放电，Cgc1被电池充电。这时VC1可等效电路为一个电压源。当HIN为高电平时，VM2启用，VM1断掉，S1栅正电荷经Rg1、VM2快速释放出来，S1关闭。经短暂性的过载時间（td）以后，LIN为上拉电阻，S2启用，VCC经VD1，S2给C1电池充电，快速为C1填补动能。这般循环往复。

　　4、自举电子器件的剖析与设计方案

　　如图所示2所显示自举二极管（VD1）和电容器（C1）是IR2110在PWM运用时必须 严苛选择和设计方案的电子器件，应依据一定的标准开展测算剖析。在线路试验时开展一些调节，使控制电路工作中在最好情况。

　　4.1自举电容器的设计方案

　　IGBT和PM（POWERMOSFET）具备类似的门极特点。启用时，必须 在非常短的時间内向型门极给予充分的栅正电荷。假设在元器件启用后，自举电容器两直流电压比元器件充足通断所须要的工作电压（10V，髙压侧锁住工作电压为8.7/8.3V）要高；再假定在自举电容器电池充电途径上面有1.5V的损耗（包含VD1的顺向损耗）；最终假设有1/2的栅工作电压（栅压门坎工作电压VTH一般3～5V）因漏电流造成电流。综合性以上标准，这时相应的自举电容器可以用下式表明：C1=（1）

　　工程项目运用则取C1》2Qg/（VCC－10－1.5）。

　　比如FUJI50A/600VIGBT充足通断时需需用的栅正电荷Qg=250nC（可由特点曲线图查得），VCC=15V，那麼C1=2×250×10－9/（15－10－1.5）=1.4×10－7F

　　可用C1=0.22μF或更大一点的，且抗压超过35V的贴片电解电容。

　　4.2、飘浮推动的最宽通断時间ton（max）当最多的通断時间完毕时，电力电子器件的门极工作电压Vge仍务必非常高，即务必达到式（1）的制约关联。无论PM或是IGBT，由于绝缘层门极输入电阻较为高，假定栅电容器（Cge）电池充电后，在VCC=15V时有15μA的泄露电流（IgQs）从C1中提取。仍然以4.1中制定的主要参数为例子，Qg=250nC，ΔU=VCC－10－1.5=3.5V，Qavail=ΔU×C=3.5×0.22=0.77μC。则产能过剩正电荷ΔQ=0.77－0.25=0.52μC，ΔUc=ΔQ/C=0.52/0.22=2.36V，可获得Uc=10＋2.36=12.36V。由U=Uc及栅压输入电阻R===1MΩ能求出t（即ton（max）），由===1，能求出

　　ton（max）=106×0.22×10－6ln1.236=46.6ms4.3飘浮推动的最薄通断時间ton（min）

　　在自举电容器的电池充电途径上，遍布电感器危害了冲电的速度。埋管的最薄通断時间应确保自举电容器可以充裕够的正电荷，以达到Cge所须要的电荷量再再加上电力电子器件稳定通断时泄露电流所丧失的电荷量。因而从最薄通断時间ton（min）考虑到，自举电容器应充分小。

　　总的来说，在挑选自举电容器大钟头应结合考虑到，既不可以很大危害窄单脉冲的推动特性，也不可以过小而危害宽单脉冲的推动规定。从电力电子器件的输出功率、电源开关速率、门极特点做好挑选，估计后经调节而定。

　　4.3、自举二极管的挑选

　　自举二极管是一个至关重要的自举元器件，它理应能阻隔直流电主干线上的髙压，二极管承担的工作电流是栅压正电荷与电源开关頻率之积。为了更好地降低正电荷损害，应挑选反方向泄露电流小的快修复二极管。

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