集成PWM控制器的应用场景与优势

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：前面介绍的脉宽调制器基本原理是基于模拟脉宽调制器展开的，随着数字化控制技术的发展，目前出现了许多集成PWM控制电路，它们为脉宽调制传动系统的设计提供了方便，提高了系统的可靠性。下面将对常见的集成PWM电路进行简单的介绍。

前面介绍的脉宽调制器基本原理是基于模拟脉宽调制器展开的，随着数字化控制技术的发展，目前出现了许多集成PWM控制电路，它们为脉宽调制传动系统的设计提供了方便，提高了系统的可靠性。下面将对常见的集成PWM电路进行简单的介绍。

1.系统框图

开环直流脉宽可逆调速系统框图如图4-9所示，主要包含PWM控制电路和PWM主电路两块线路板，还有逻辑延时、逻辑保护、光电隔离及驱动电路。直流PWM可逆调速系统与晶闸管可逆调速系统比较，具有线路简单、元器件少、调速范围宽等优点。

2.PWM主电路及驱动电路

以下将对直流脉宽可逆调速系统的主电路及PWM控制电路原理进行介绍。PWM主电路及驱动电路如图4-10所示。

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图4-9　开环直流脉宽可逆调速系统框图

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图4-10　PWM主电路及驱动电路

在PWM主电路中，当控制电路的信号未送入时，四个光电耦合器6N136的输出均为高电平，经反相器4049送入集成PWM电路IR2110的输入端，HIN、LIN均为低电平，IR2110的输出HO、LO也均为低电平，保证了无信号时，桥路的上、下两个IGBT均处于关断状态。

VT1～VT4四个IGBT管、VD1～VD4四个快速恢复二极管组成了一个典型的H桥电路。由于IGBT是电压控制器件，输入阻抗高，为防止静电感应损坏管子，在IGBT的门极与发射极间并联150 kΩ的电阻。门极回路串联的22Ω电阻是为了防止门极回路产生振荡。

IR2110是一种利用自身独有的高压集成电路及无闩锁CMOS技术的大功率MOSFET和IGBT专用驱动集成电路。集成电路IR2110使MOSFET和IGBT的驱动电路设计简化，加之它可实现对MOSFET和IGBT的最优驱动，又具有快速完整的保护功能，因而它的应用可极大地提高控制系统的可靠性并极大缩小印刷板的尺寸。

IR2110采用自举技术，内部为自举操作设计的悬浮电源。同一集成电路可同时输出两个驱动信号给逆变桥中的上、下功率管。悬浮电源保证了IR2110直接可用于母线电压为-4～+500 V的场合；功耗很低，减少了栅极驱动电路的电源容量、体积和尺寸；兼容性好，其输入能与CMOS或TTL电平兼容；具有滞后和下拉特性的施密特触发器的输入级，上下沿的关断逻辑和两个通道上的延时及失压封锁单元，保证了当驱动电压不足时封锁驱动信号；可在输入的两个通道信号之间产生合适的延时，防止被驱动逆变桥中的两个功率MOS器件切换时同时导通；应用无闩锁CMOS技术制造，其输入输出可承受大于2 A的反向电流，它的工作效率高、对信号延时小，可用于工作频率大于1 MHz的门极驱动。

集成PWM控制器的应用场景与优势

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