Applicering i borstlösa DC Motor Drive Circuit
IR: s IR2110-chip är en monolitisk integrerad drivrutinsmodul för dubbelkanal, grinddrivna högspänningsaggregat med hög hastighet. På grund av sin lilla storlek, låg kostnad, hög integration, snabb respons, högspänningsspänning och stark körförmåga, har denna integrerade krets för strömförsörjning MOSFET och IGBT-driven justerats sedan introduktionen. Används i frekvensomriktarfält som hastighet och kraftomvandling. IR2110 använder avancerad bootstrap-krets och nivåväxlingsteknik för att förenkla styrningskraven för logiska enheter för kraftenheter, vilket gör att varje par MOSFET (övre och nedre) kan dela en enda IR2110, och alla IR2110 kan dela en oberoende strömförsörjning. För en typisk 3-rörs trefasbroinverterare kan tre IR2110s användas för att driva tre bryggar, som endast kräver en 10V till 20V strömförsörjning. På så sätt reduceras volymen av drivkretsen och antalet kraftkällor kraftigt i teknik, systemstrukturen förenklas och systemets tillförlitlighet förbättras.
1. Intern struktur och funktionella egenskaper hos IR2110
När ingångslogiksignalen HIN / LIN = 1, utsignalen HO / LO = 1, är styrmosfeten påslagen; när HIN / LIN = 0, HO / LO = 0, är kontrollmOSFET avstängd och dess SD-ingång kan användas för att blockera denna tvåvägs-enhet. Om de två drivspänningarna är mindre än 8,3 V, blockeras utsignalen på chip på grund av underspänning. Utgångspanelspänningen sträcker sig från 10V till 20V, och dess typiska nivåomvandlingstid är: Ton = 120ns, Toff = 94ns. Den typiska döda tiden är 10ns. Den inbyggda dödbandskretsen förhindrar den raka armledningen som orsakas av avstängningsfördröjningen av MOS-enheten och förbättrar systemets tillförlitlighet.
2, borstlös DC-motordrivkrets
Permanent magnet borstlös DC-motor är en ny typ av motor som utvecklats med utveckling av högpresterande permanentmagnetmaterial, motorstyrteknik och kraftelektroniksteknik. Den har fördelarna med enkel struktur, pålitlig drift, bekvämt underhåll och lång livslängd. Dessutom har den många fördelar som hög driftseffektivitet, ingen exciteringsförlust och god hastighetsreglering av likströmsmotorn, och har också egenskaperna hos hög effektdensitet, låg hastighet och stort vridmoment. Dess tillämpning har vuxit snabbt från den ursprungliga militärindustrin till flyg, medicin, information, hushållsapparater och industriautomation.
3, valet av bootstrap-enhet
I den borstlösa likströmsmotorens strömkrets styrs styrenhetens trevägs kraftrör av det interna MOS-röret på IR2110-chipet med Vcc (+ 15V), och grinddrivkraften i det trevägiga effektslangen av överarmen laddas och lagras av bootstrap kondensatorn. Förverkligas. Såsom visas i figur 3 är C1 och Dl bootstrapkondensatorer respektive dioder, och C2 är en filterkondensator för Vcc. Det antas att C1 har laddats till en tillräcklig spänning (Vc1Vcc) under avstängningen av Q1. När stift 10 (HIN) är hög anbringas Vc1 mellan grinden och källan till Q1, Cl utmatas genom Rg1 och Q1-grindkälla kondensatorn Cge1 och Cge1 laddas. Vid denna tidpunkt kan Vc1 motsvara en. kraftkälla. När pin 10 (HIN) är låg frigörs Q1-portladdning snabbt med Rg1, Dg1, Rx1 etc. och Q1 är avstängd. Efter en kort dödtid (td) styr en annan IR2110 Q2 för att sätta på, Vcc laddar C1 via D1 och Q2, och snabbt fyller på energi för C1, så att slingan upprepade gånger implementerar bootstrap-körning.
Om C1 sakta laddas av lasten, då spänningen hos bootstrap kondensatorn C1 fortfarande är mindre än 8,3V när startspänningen är över HIN = 1, kommer utmatningssignalen att blockeras av on-chip-logiken på grund av underspänning, och Q1 kommer inte att fungera. Valet av lyftkondensatorer är mycket viktigt. Om du väljer felaktigt, kommer det att skada chipet eller inte fungera korrekt. Kapaciteten hos bootstrap-kondensatorn beror på att MOSFET-omkopplingsfrekvensen drivs, omkopplings- och avstängningscyklerna och grindladdningsströmmen. Eftersom den borstlösa likströmsmotorens körkrets har ett MOSFET-slang på ett ögonblick, och systemet antar övre armens PWM-moduleringsläge, är laddningsstabilisatorens laddningstidförhållande i körkretsen försedd. Drivkraften tar lång tid, och bootstrap kondensatorn är lätt att ladda, så det är möjligt att välja ett större kapacitansvärde. Denna körkrets väljer 1UF elektrolytkondensator.
Funktionen hos dioden D1 i kretsen är att förhindra att överspänningen omvandlas till Vcc-terminalen när Q1 är påslagen för att skada chipet. Dioden D1 ansluten till strömförsörjningen IR2110 måste ha en motståndsspänning som är större än toppbussspänningen hos den drivna effekten MOSFET. För att förhindra urladdning i båda ändarna av bootstrap kondensatorn, bör dioden använda en högfrekvent snabb återhämtningsdiod. FR107, dess maximala återhämtningstid är 500ns, den maximala motståndsspänningen på 1000V.
Sändnings- och sändningsfördröjningstiderna för IR2110 matchas i grund och ordning och fördröjningsöverföringsfördröjningstiden är längre än sändningsfördröjningstiden med 25 ns vilket säkerställer att kraftröret i samma brygga armen tänds inte samtidigt under drift, för att undvika genombrott. inträffa. För att ytterligare förbättra säkerheten är kraftröret \ slow-on och fast-off \, är motståndet Rg och dioden Dg anslutna i serier vid effektrörets grind. Den stigande kanten på IR2110-drivpulsen beror på Rg. Rg-värdet bör inte vara för stort för att förhindra att drivpulsens stigande kant blir brant, men den ska inte vara för liten för att drivströmmen ska vara för stor för att skada IR2110.
4. Slutsats
I detta papper är den borstlösa DC-motorens strömkörningskrets baserat på drivrutinschip IR2110 utformad och de relaterade enheterna väljs och designas. Kretsen har karaktären av enkel struktur, stabilitet och tillförlitlighet. Verifiering på en testprototyp visar att denna kretsimplementering är effektiv och genomförbar.
