三相桥式功率逆变器采用全控型器件mosfet,理论上需要依靠四路独立的驱动电路来驱动,四路驱动供电电源要彼此隔离,这无疑增加了辅助驱动电源的路数和系统成本,同时也使驱动电路变得复杂,降低了逆变器的可靠性。美国国际整流器(ir) 公司生产的专用驱动芯片ir2130,只需一路直流( 10~20v) 供电电源即可驱动3 三相桥式逆变电路的六个mosfet功率开关器件,可以使整个驱动电路简单、可靠。
ir2130可用来驱动母电压不高于600v的三相桥式逆变电路中的mosfet功率器件,其最大正/反向峰值驱动电流io+)=200/420ma,逻辑控制电平电压范围较宽(5~ 15v),输入信号可与ttl及coms电平兼容。其频响高,开通/关断时间tor/toff-675/425ns。该芯片采用负逻辑控制,还可对同一桥臂上下两个功率器件的门极驱动信号产生2.5us的互锁延时时间,其可靠性高。其内部巧妙的运用下桥臂导通时间,对上桥臂功率器件实现自举供电,使其可用于高压系统。在它的内部还设计有与被驱动的功率器件所通过的电流成线性关系的电流放大器,电路设计还保证了内部的3个通道的高压侧驱动器和低压侧驱动器可单独使用,亦可只用其内部的3个低压侧驱动器。
采用ir2130芯片驱动逆变器功率管时,其基本主电路结构不需要改变,仍可用典型的三相电压型逆变器电路,为便于表示,图中画出了ir2130驱动其中1个桥臂的电路示意图,图中c1是自举电容,为上桥臂功率管驱动的悬浮电源存储能量,d1的作用防止上桥臂导通时的直流电压母线电压到ir2130的电源上而使器件损坏,因此d1应有足够的反向耐压,当然由于d1与c1串联,为了满足主电路功率管开关频率的要求,d1应选快速恢复二极管。r1和r2是igbt的门极驱动电阻,一般可采用10到几十欧。r3和r4组成过流检测电路,其中r3是过流取样电阻,r4是作为分压用的可调电阻。ir2130的hin1~hin3、lin1~lin3作为功率管的输入驱动信号与单片机连接,由单片机控制产生pwm控制信号的输入,fault与单片机外部中断引脚连接,由单片机中断程序来处理故障。
ir2130与功率管的连接方式
其容量取决于被驱动功率器件的开关频率、占空比以及充电回路电阻,必须保证电容充电到足够的电压,而放电时其两端电压不低于欠压保护动作值,当被驱动的开关频率大于5khz时,该电容值应不小于0.1μf,且以瓷片电容为好。
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ir2130的三相逆变器电路
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