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- 30 - 国外电子元器件 1996年第9期1996年9月 新特器件应用六输出高压驱动器IR2130的应用曹仁贤茆美琴许沐华摘要: IR2130是IR公司最新推出的高压集成驱动器,有六路输入信号和输出信号,其中的三路具有电平转换功能,只需一路控制电源。本文介绍了IR2130的特点、 内部结构、 管脚排列及定义,并详细讨论了它的应用,并说明了存在的问题。关键词:IR2130高压驱动器直流永磁无刷电机太阳能水泵逆变器IR2130是国际整流器公司最新推出的高压集成驱动器,可作为交直流调速、UPS电源、电子镇流器以及永磁无刷电机调速电路中主功率元件的驱动电路。IR2130可直接驱动中小容量的功率场效应管(MOSFET )、绝缘栅晶体管(IGBT )和场效应控制晶闸管(MCT )等。IR2130具有六路输入信号和六路输出信号,其中六路输出信号中的三路具有电平转换功能,因而它既能驱动桥式电路中低压侧的功率器件,又能驱动高压侧的功率元件。也就是说,该驱动器可共地运行,且只需一路控制电源,而常规的驱动系统通常包括光电隔离器件或者脉冲变压器,同时还必须向驱动电路提供相应的隔离电源。1、IR2130引脚功能IR2130的内部结构如图1所示,引脚排列如图2所示, VCC为输入电源, HIN1、图1 IR2130的内部结构 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.- 31 -图2 IR2130的引脚排列图3 IR2130的典型应用电路HIN2、HIN3、L IN1、L IN2、L IN3为输入端,FALU T为故障输出端, ITRIP为电流比较器输入端, CAO为电流放大器输出端, CA-为电流放大器反向输入端,VSS为电源地,VSD为驱动地, L01 , L02 , L03为三路低侧输出,VB1、VB2、VB3为三路高侧电源端,HO1、VS1 ,HO2、VS2、HO3、VS3为三路高侧输出端。2、IR2130的特点可直接驱动600V高压系统; 具有电流放大和过电流保护功能; 自动产生成上、 下侧驱动所必需的死区时间(2s ); 具有欠压锁定功能并能指示欠压和过电流状态; 输入端具有噪声抑制功能。3、IR2130的应用IR2130集驱动、保护于一体,采用IR2130作驱动电路可大大简化电路结构,提高整机的可靠性,IR2130的典型接线如图3所示,其电流检测由跨接于VSS和VSO之间的取样电阻实现,而高侧的三路驱动电源则由VCC通过三只快速二极管得到。IR2130的应用范围很广,现举例如下:311IR2130在直流永磁无刷电机控制系统中的应用中、 小功率的直流永磁无刷电机,若采用常规的光电隔离或脉冲变压器驱动电路,线路很复杂,成本也较高。 采用IR2130作为驱动电路时,外围元件少,性能价格比明显提高。图4为其线路图, UC3625为无刷直流电机控制器,其H1、H2、H3为转子位置检测输入端,其输出端PUA、PUB、PUC、PDA、PDB、PDC的信号经电平变换后(IR2130输入电平为5V )送至IR2130输入端,再经三相半桥逆变电路后驱动电机,实现转速或转矩调节。3. 2IR2130在太阳能水泵逆变器中的应用太阳能水泵是利用太阳能电池发电,再将太阳能电池发出的直流电经过变频调速器供给三相交流异步电动机。由于太阳能电池的转换效率较低,且价格昂贵,因此在应用中六输出高压驱动器IR2130的应用 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.- 32 - 国外电子元器件 1996年第9期1996年9月图4 IR2130在直流永磁无刷电机控制系统中的应用图5 IR2130在太阳能水泵逆变器中的应用(上接P47 ) 前置放大器品 名电源电压(V)PF放大器FE放大器TE放大器APC放大器偏置放大器特 点封装BA6382FS4. 55. 5小型封装,与双速驱动兼容SSOP2A16咨询编号:960913应尽量提高系统效率。IR2130正好能满足低功耗的要求,采用IR2130驱动的太阳能水泵逆变器如图5所示,UC3800为DC2DC变换控制器,用以提供+ 15V控制电源,控制信号经电压/频率转换、信号环路分配后送给IR2130 , IR2130的输出直接驱动功率场效应管,实现变频调速。在实际应用中, IR2130的设计也有一些不合理之处,在使用中应特别注意。a. IR2130的故障输出只有一个通道,在实际应用中很难判断是过电流还是欠压故障,特别是在上电过程中,控制电源必然从0上升至某值,在此过程中,IR2130的故障输出端因内部欠压而动作,将此信号作为过电流信号去触发前级保护电路时,如果前级保护电路具有自锁功能,可能使电路无法起动。b.由于IR2130的电流检测输入端直接与主电路连接,很容易引入干抗而使系统停机或出现异常,因此,电流检测电阻应采用无感电阻。c.由于IR2130采用了不隔离的驱动方式,若主电路功率器件损坏,高压将直接串入IR2130 ,引起IR2130永久性损坏,严重时还会将IR2130前级电路击穿。d.当IR2130的输入信号来自微处理器时必须采取隔离措施,由于IR2130具有高侧驱动功能,因此可使用普通光电耦合器,以降低成本。参考文献:1.电力半导体器件应用指南. 19942. Unitrode Integrated Circuits CorporationProduct & Applications Handbook ,1995219