一种新型高压大功率小信号放大电路

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下面分析高压侧悬浮驱动的自举原理。

IR2110用于驱动半桥的电路如图5所示。图中C₁及V_D1分别为自举电容和二极管，C₂为V_cc的滤波电容。假定在S₁关断期间C₁已充到足够的电压（V_c1≈V_cc）。当脚10（HIN）为高电平时V_M1开通，V_M2关断，V_c1加到S₁的门极和发射极之间，C₁通过V_M1，R_g1和S₁栅极－发射极电容C_ge1放电，C_ge1被充电。此时V_c1可等效为一个电压源。当脚10（HIN）为低电平时，V_M2开通，V_M1断开，S₁栅电荷经R_g1，V_M2迅速释放，S₁关断。经短暂的死区时间（t_d）之后，脚12（LIN）为高电平,S₂开通，V_cc经V_D1，S₂给C₁充电，迅速为C₁补充能量。如此循环反复。

图5 IR2110用于驱动半桥的电路

IR2110的不足是保护功能不够及其自身不具有负偏压。为此，给它外加了一个负偏压电路，具体见图6。

图6 采用IR2110驱动电路

3 应用UC3637和IR2110构成控制驱动电路

图6是IR2110构成的驱动电路。由图6可见用两片IR2110可以驱动一个逆变全桥电路，它们可以共用同一个驱动电源而不须隔离，使驱动电路极其简化。IR2110本身不能产生负偏压。由驱动电路可见本电路在每个桥臂各加了负偏压电路，以左半部为例，其工作过程如下：V_DD上电后通过R₁给C₁充电，并在V_W1的钳位下形成＋5.1V电压V_c1，当IR2110的脚1（LO）输出为高电平时，下管有（V_DD－5.1）V的驱动电压，同时在下管关断时下管的栅源之间形成一个－5.1V的偏压；下管开通同时脚1（LO）输出高电平通过R_g2，R₂开通MOSFET让C₃进行充电;当IR2110的脚7（HO）输出为高电平时，由C₃放电提供上管开通电流，同时给C₂充电并由V_W2钳位＋5.1V，下管关断时V_c2即形成负偏压。为了只用IR2110的保护功能，把脚11（SD）端接地。

图7是用UC3637产生PWM波的电路。由图7可知，这是一个开环小信号放大电路，因为，小信号的电压幅值相对三角波幅值过低，所以，小信号先经过UC3637本身的Error运算放大器进行放大，使其幅值约等于三角波的幅值。本电路没有利用UC3637做死区，而是单独作了一个死区延时。然后把放大的信号直接和三角波进行比较，分别在UC3637的脚4及脚7输出反相的SPWM波，经过死区延时电路、滤杂波电路、隔离电路送到IR2110驱动芯片。

图7 采用UC3637的PWM产生电路

设计电路应注意以下问题：

1）UC3637的RT和CT要适当选择，避免RT上的电流过大，损坏片子；

2）驱动电路中C₂值要远远大于上管的栅源极之间的极间电容值；

3）IR2110的自举元件电容的选择取决于开关频率，V_DD及功率MOSFET的栅源极的充电需要，二极管的耐压值必须高于峰值电压，其功耗应尽可能小并能快速恢复；

4）IR2110的驱动脉冲上升沿取决于R_g，R_g值不能过大以免使其驱动脉冲的上升沿不陡，但也不能使驱动均值电流过大以免损坏IR2110；

5）当PWM产生电路是模拟电路时可以直接把信号接到IR2110；当用采数字信号时要考虑隔离；

6）注意直流偏磁问题。