Aplicació en Circuit de corrent motor brushless DC
El xip IR2110 d'IR és un mòdul de control integrat monolític per a dispositius de potència de doble canal, porta, d'alta tensió i d'alta velocitat. A causa de la seva petita grandària, baix cost, alta integració, resposta ràpida, alta tensió de polarització i capacitat de maneig sòlida, aquest circuit integrat d'arrencada per a l'alimentació MOSFET i IGBT s'ha ajustat des de la introducció. S'utilitza àmpliament en els camps de la unitat de corrent, com ara la velocitat i la conversió d'energia. L'IR2110 utilitza circuits avançats de circuits d'arrencada i tecnologia de canvi de nivell per simplificar molt els requisits de control dels dispositius lògics per a dispositius elèctrics, permetent que cada parell de MOSFET (superior i inferior) comparteixi un sol IR2110 i tots els IR2110 puguin compartir una font d'alimentació independent. Per a un inversor de tres fases típic de 3 canals trifàsic, tres IR2110 es poden utilitzar per conduir tres braços pont, que només requereixen una font d'alimentació de 10V a 20V. D'aquesta manera, el volum del circuit d'accionament i el nombre de fonts d'energia es redueixen considerablement en enginyeria, l'estructura del sistema es simplifica i la fiabilitat del sistema es millora.
1. Estructura interna i característiques funcionals de IR2110
Quan el senyal de lògica d'entrada HIN / LIN = 1, el senyal de sortida HO / LO = 1, el control MOSFET està activat; quan HIN / LIN = 0, HO / LO = 0, el control MOSFET està desactivat, i la seva entrada SD es pot utilitzar per bloquejar aquesta unitat bidireccional. Si els dos voltatges de transmissió són inferiors a 8,3 V, el senyal de sortida es bloquejarà en xip a causa de la baixa tensió. La tensió de la porta de sortida oscil·la entre 10V i 20V, i el seu temps de conversió de nivell típic és: Ton = 120ns, Toff = 94ns. El temps mort típic és 10ns. El circuit integrat de banda morta evita la conducció del braç dret causada pel retard de desactivació del dispositiu MOS i millora la fiabilitat del sistema.
2, circuit d'accionament del motor DC sense escombretes
El motor DC DC sense imants permanent és un nou motor desenvolupat amb el desenvolupament de materials d'imant permanents d'alt rendiment, tecnologia de control de motor i tecnologia d'electrònica de potència. Té els avantatges d'una estructura senzilla, un funcionament fiable, un manteniment convenient i una llarga vida útil. A més, té molts avantatges com l'alta eficiència operativa, la pèrdua d'excitació i el bon funcionament de la regulació de la velocitat del motor DC, i també té característiques de gran densitat de potència, baixa velocitat i gran parell. La seva aplicació ha crescut ràpidament des de la indústria militar inicial fins a la indústria aeroespacial, mèdica, informàtica, domèstica i automatització industrial.
3, l'elecció del dispositiu bootstrap
En el circuit d'accionament elèctric sense motor brushless, el tub d'alimentació de tres vies del braç inferior es controla mitjançant el tub MOS intern del xip IR2110 per Vcc (+ 15V), i la potència de la porta del tub de potència de tres vies el braç superior es carrega i emmagatzema mitjançant el condensador d'arrencada. Adonar-se'n. Com es pot veure a la figura 3, C1 i D1 són condensadors d'arrencada i díodes, respectivament, i C2 és un condensador de filtre de Vcc. Se suposa que C1 s'ha carregat a una tensió suficient (Vc1Vcc) durant el desactivament del Q1. Quan el pin 10 (HIN) és alt, Vc1 s'aplica entre la porta i la font de Q1, C1 es descarrega a través de Rg1 i Q1, el condensador de font de sortida Cge1, i Cge1 es carrega. En aquest moment, Vc1 pot ser equivalent a un. Font d'alimentació. Quan el pin 10 (HIN) és baix, la càrrega de la porta Q1 és ràpidament alliberada per Rg1, Dg1, Rx1, etc., i Q1 està desactivada. Després d'un curt temps mort (td), un altre IR2110 controla Q2 per encendre, Vcc carrega C1 a través de D1 i Q2, i reprèn ràpidament l'energia per a C1, de manera que el bucle implementa repetidament la conducció d'arrencada.
Si C1 es carrega lentament per la càrrega, quan la tensió del condensador d'arrencada C1 és encara inferior a 8.3V quan el voltatge d'arrencada és superior a HIN = 1, la lògica en xip bloquejarà el senyal de sortida de sortida a causa de la baixa talla, i Q1 no funcionarà. L'elecció dels condensadors d'elevació és molt important. Si escolliu incorrectament, causarà danys al xip o no funcionarà correctament. La capacitat del condensador d'arrencada dependrà de la freqüència de commutació de l'alimentació MOSFET que s'utilitzi, els cicles d'activació i d'apagada, i el corrent de càrrega de la porta. Atès que el circuit de conducció de motor DC sense xassís està dotat d'un tub MOSFET d'alimentació en qualsevol moment de funcionament i el sistema adopta el mode de modulació PWM del braç superior, es proporciona la relació de temps de càrrega del condensador d'arrencada en el circuit de conducció. La font d'alimentació de conducció triga molt de temps, i el condensador d'arrencada és fàcil de carregar, pel que és possible seleccionar un valor de capacitància més gran. Aquest circuit de conducció selecciona 1uF de condensador electrolític.
La funció del díode D1 en el circuit és evitar que la tensió excessiva s'inverteixi en el terminal VCC quan el Q1 estigui activat per danyar el xip. El díode D1 connectat a la font d'alimentació IR2110 ha de tenir una tensió de resistència davantera superior a la tensió de bus pico de l'alimentació MOSFET. Per evitar l'alta a tots dos extrems del condensador d'arrencada, el díode hauria d'utilitzar un díode de recuperació ràpida d'alta freqüència. FR107, el seu temps màxim de recuperació inversa és de 500ns, la tensió de tensió màxima de reversa de 1000V.
Els temps de retransmissió de transmissió i desactivació de l'IR2110 són bàsicament compatibles, i el temps de retard de la transmissió activa és més llarg que el temps de retard de la transmissió de desactivació en 25 ns, el que assegura que el tub d'alimentació del mateix pont el braç no s'activa simultàniament durant l'operació, evitant així el fracàs del pas. es produeixen. Per millorar encara més la seguretat, el tub d'alimentació \ slow-on i fast-off \, la resistència Rg i el díode Dg es connecten, respectivament, en sèrie a la porta del tub d'alimentació. La vora ascendent del pols de transmissió IR2110 depèn de Rg. El valor Rg no ha de ser massa gran per evitar que el flanc ascendent del pols de transmissió sigui elevat, però no hauria de ser massa petit perquè el corrent de la unitat sigui massa gran per danyar l'IR2110.
4 Conclusió
En aquest article, s'ha dissenyat el circuit d'accionament elèctric sense motor brushless DC basat en el xip del controlador de potència IR2110 i es seleccionen i dissenyen els dispositius relacionats. El circuit té les característiques d'estructura senzilla, estabilitat i fiabilitat. La verificació en un prototip de prova mostra que aquesta implantació del circuit és eficaç i factible.
