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基于IR21844的电机驱动控制系统

作者:时间:2009-01-08来源:网络收藏
引 言
电动机应用的日益广泛,使其控制的研究也越来越成为人们研究的热点。随着功率VMOS器件以及绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的广泛运用,更多场合使用VMOS器件或IGBT器件组成桥式电路,例如开关电源半桥变换器或全桥变换器、直流无刷的桥式电路、步进电路,以及逆变器的逆变电路。IR(Inter―national Rectifier)公司提供了多种桥式驱动集成电路芯片,本文介绍了功率驱动集成芯片在直流无刷的桥式驱动电路中的应用。该芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块,在芯片中采用了高度集成的电平转换技术,大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求,同时提高了驱动电路的可靠性。尤其是上管采用外部自举电容上电,使得驱动电源数目较其他IC驱动大大减少。对于典型的6管构成的三相桥式逆变器,采用3片驱动3个桥臂,仅需1路10~20 V电源。这样,在工程上大大减少了控制变压器的体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统可靠性。


1 主要特点及技术参数

IR21844集成驱动芯片与目前应用的集成驱动芯片相比,具有以下特点:
◆该芯片为标准14引脚单片式结构,图1为其引脚
分布图;
◆设有悬浮截获电源可自举运行,其高端工作电压最高达600 V,抗du/dt干扰能力为50 V/ns,15 V时静态功耗为1.6 W;
◆输出栅极驱动电压范围较宽,为10~20 V;
◆IR21844采用CMOS工艺制作,逻辑电路和功率电路共用一个电源,电压范围为10~20 V,适应TTL或CMOS逻辑信号输入;
◆采用CMOS施密特触发输入,以提高电路抗干扰能力;
◆具有独立的高端和低端2个输出通道,两路通道均带有滞后欠压锁定功能;
◆容许逻辑电路参考地(VSS)与功率电路参考地(COM)之间有一5~+5 V的偏移量;
◆死区时间可调。
图1中,引脚1(IN)是逻辑输入控制端;引脚6和12是2路独立的输出,分别是L0(低端输出)和H0(高端输出);引脚7和13分别是VCC(低端电源电压)和VB(高端浮置电源电压);引脚5(COM)是低端电源公共端;引脚11和3分别是VS(高端浮置电源公共端)和VSS(逻辑电路接地端);引脚2(SD)是输出关闭控制端;引脚4(DT)是可调的死区时间输入端。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/163986.htm

其推荐典型工作参数如表1所列,动态传输延迟时间参数如表2所列。

2 典型应用电路
图2为IR21844的典型应用电路。Vcc接电源端,为逻辑部件和功率器件供电;IN端接输入控制信号,一般接PWM信号;输出端HO和LO的波形分别与IN端输入波形逻辑相同和相反,幅值有一定的放大(10~20 V),输入/输出时序图如图3所示;SD端接低电平时,H0和LO正常输出,接高电平时,2个输出端被封锁;DT为死区时间调整端,因为桥式电路同一桥路的上下管不能同时导通,否则会造成管子短路,因此需要一个死区时间。由于H0和LO的输出逻辑相反,所以从逻辑上来说,不会造成直通,但是在换向的瞬间仍有可能造成直通。可在DT端外接一个电阻Rdt,通过调整该电阻的阻值就可以调节死区时间;同时,开通延时时间为680 ns,大于关断延时时间的270 ns,从而避免桥路的直通,死区时间典型值为5μs(如表2所列)。


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