IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项

半桥电路和全桥驱动芯片1. 引言1.1 简介半桥电路和全桥驱动芯片是电子领域中常用的电路和芯片，用于驱动各种电力设备和电机。

半桥电路通过控制半导体器件的通断来实现对电机的控制，常用于单向转动的电机驱动；全桥驱动芯片则可以实现对双向转动电机的精细控制，具有更高的效率和精度。

半桥电路和全桥驱动芯片在工业、汽车、航空航天等各个领域都有着广泛的应用。

在汽车领域，半桥电路可以用于控制汽车的电动窗户、天窗等设备；全桥驱动芯片则可以用于控制电动汽车的电机，提高汽车的性能和节能效果。

这两种驱动方案的出现，提高了电机控制的精度和效率，为各种电力设备的应用提供了更多的选择。

在未来，随着电动化趋势的加速和自动化技术的不断发展，半桥电路和全桥驱动芯片的应用领域将会更加广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。

1.2 应用领域半桥电路和全桥驱动芯片广泛应用于各种电力电子系统中。

它们在电机驱动、电动汽车、充电桩、UPS等领域中起到至关重要的作用。

在电机驱动系统中，半桥电路和全桥驱动芯片可以提供高效的电机控制，实现电机的快速启动和精确控制。

在电动汽车和充电桩中，半桥电路和全桥驱动芯片可以实现电池充电和电机驱动功能，提高系统的整体效率和性能。

在UPS系统中，半桥电路和全桥驱动芯片可以提供可靠的电力转换功能，确保电力系统的稳定运行。

半桥电路和全桥驱动芯片在各种电力电子系统中都有着广泛的应用前景，将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用。

1.3 意义半桥电路和全桥驱动芯片作为电子领域中非常重要的组件，在现代电路设计中发挥着至关重要的作用。

它们在各种电子设备中都有广泛的应用，例如电动汽车驱动系统、直流电机控制系统、变频空调控制系统等。

在这些应用领域中，半桥电路和全桥驱动芯片能够有效地控制电流和电压，实现电子设备的高效工作。

半桥电路和全桥驱动芯片的意义在于它们能够提高电子设备的性能和可靠性。

通过合理设计和选择适合的驱动方案，可以有效地提高设备的工作效率，降低能耗，延长设备的使用寿命，同时减少故障率，提高设备的稳定性和可靠性。

IR2110驱动IGBT的电路图
如图是IR2110驱动IGBT的电路。

如图（b）为IR21l0内部等效电路；如图（a）电路采用自举驱动方式，VD1为自举二极管，C1为自举电容。

接通电源，VT2导通时Cy通过VDt进行充电。

这种电路适用于驱动较小容量的IGBT。

对于IR2110，当供电电压较低时具有使驱动器截止的保护功能。

自举驱动方式支配着VT2的导通电压，因此电压较低的保护功能是其必要条件。

若驱动电压较低时驱动IGBT，则IGBT就会发生热损坏。

VD1选用高速而耐压大于600V的ERA38-06、ERB38-06等二极管。

C1容量可
根据下式进行计算
式中，QG为VT1的电荷量，Ucc为低压端电压，UCES（ON）为VT2的导通电压，U L为。

基于IR2110的驱动电路应用和设计技巧
孙鸿祥;郑丹;祝典
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2008(000)035
【摘要】介绍了IR2110驱动芯片的特点和适用范围,结合实际项目介绍典型应用电路,各器件参数的选择和一些注意事项.针对脉冲范围比较宽的系统自举电容选取困难的同题,给出一种解决方案.
【总页数】1页(P42-42)
【作者】孙鸿祥;郑丹;祝典
【作者单位】山东省临沂市产品质量监督检验所,山东临沂 276004;北京计算机技术及应用研究所,北京,100854;北京计算机技术及应用研究所,北京,100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN78
【相关文献】
1.基于IR2110的三相逆变器控制策略与驱动电路设计 [J], 朱俊臻;康少华;王爱荣;周华锋
2.基于IR2110的H桥可逆PWM驱动电路应用 [J], 张小鸣;卢方民
3.基于IR2110的H桥可逆PWM驱动电路应用 [J], 张小鸣;卢方民;
4.一种基于快速可恢复电机驱动电路的单粒子锁定防护设计方法及应用验证 [J], 陈朝基;南洪涛;于世强;张政
5.基于负压关断和栅极箝位的IR2110驱动电路的设计与研究 [J], 陈翀;程良伦;管梁
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IR2104是一款常见的半桥驱动芯片，它可以用来驱动N沟道MOSFET或IGBT开关管，广泛应用于电机驱动、太阳能面板、LED驱动等领域。

半桥驱动电路通常用于驱动交流电机，可以控制电机的转向和速度。

IR2104全桥驱动电路的原理如下：
1. 输入信号：IR2104接收来自微控制器或逻辑电路的输入信号，这些信号通常是一个方波或脉冲信号，用来控制MOSFET的开关状态。

2. 驱动电路：IR2104内部包含驱动电路，它根据输入信号的逻辑状态来驱动MOSFET 的栅极，从而控制MOSFET的导通和截止。

3. 死区时间控制：为了防止MOSFET因同时导通而造成短路，IR2104在两个MOSFET 的导通之间引入一个死区时间，确保在一个MOSFET截止后，另一个MOSFET才开始导通。

4. 输出电路：IR2104的输出电路为MOSFET提供适当的驱动电流，以实现快速和高效的开关动作。

5. 反馈保护：IR2104还包含反馈保护电路，当检测到输出短路或过温时，可以迅速关闭输出，保护电路免受损害。

6. 隔离功能：由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流，IR2104通常会与隔离芯片一起使用，以防止这些电流对微控制器或其他电路产生不利影响。

在实际应用中，IR2104芯片通常需要配合外部电路使用，例如电源输入、地、配置脚、输出脚等。

此外，为了确保驱动电路的稳定性和可靠性，可能还需要添加一些外部元件，如电容和电阻。

IR2104半桥驱动芯片通过接收输入信号，内部处理后驱动MOSFET开关管，从而控制电机的运行。

其内置的保护功能确保了电路的安全和稳定运行。

3 IR2110驱动电路设计
IR2110是一种高压高速功率MOSFET 驱动器，有独立的高端和低端输出驱动通道，其内部 功能原理框图如图1所示。

它包括输入/输出逻辑电路、电平移位电路、输出驱动电路欠压保护和自举电路等部分。

各引出端功能分别是：1端(LO)是低通道输出；2端(COM)是公共端；);3端(VCC)是低端固定电源电压；5端(US)是高端浮置电源偏移电压；6端(UB)是高端浮置电源电压；7端(HO)是高端输出；9端(VDD)是逻辑电路电源电压；10端(HIN)是高通道逻辑输入；11端(SD)是输入有效与否的选择端，可用来过流过压保护；12端(LIN)是低通道输入；13端(VSS)是逻辑电路的地端。

如图所示：在BUCK 变换器中只需驱动单个MOEFET ，因此仅应用了IR2110的高端驱动，此时将12端(LIN)低通道输入接地、1端(LO)低通道输出悬空。

5端(US)和6端(UB)间连接一个自举电容C1，自举电容通常为1F μ和0.1F μ并联使用。

正常工作时，电源对自举电容C1的充电是在续流二级管D1的导通期间进行。

此时，MOEFET 截止，其源极电位接近地电位，,+12v 电源通过D2给C1充电，使C1上的电压接近+12v ，当MOEFET 导通而D1截止时，C1自举，D2截止，C1上存储电荷为IR2110的高端驱动输出提供电源。

实际应用中，逻辑电源VDD 接+5V ，低端固定电源电压VCC 接+12V ；对驱动电路测试时需将VS 端接地。

自举电容C1的值不能太小，否则其上的自举电压达不到12V ，驱动脉冲的幅值不够！自举电容通常为1F μ和0.1F μ并联使用或（105）1F μ。

ir2110驱动电路原理
IR2110是一种高电压高速引脚互补MOSFET驱动IC，适用于驱动具有高开关速度和高电流能力的功率MOSFET。

它提供了一个高性能的H桥驱动器，可用于单个H桥或者连接成半桥或全桥配置。

IR2110的工作原理如下：
1. 控制信号输入：IR2110通过输入引脚VIN和低侧引脚COM 接收来自控制器的输入信号。

VIN接收控制器提供的PWM信号，用以控制上下通道的切换；COM引脚连接到地。

2. 上下通道驱动：IR2110有两个独立的通道，分别用于驱动上通道和下通道的MOSFET。

MOSFET的源极分别连接到电源和地，源极电压由高侧引脚VCC提供，这样可以有效地驱动MOSFET的开关动作。

3. 高低侧驱动：IR2110在高低侧通道都使用了互补驱动，以实现更高的开关速度和驱动性能。

高侧通道通过引脚HO和LO驱动上通道的N沟道MOSFET，低侧通道通过引脚HO和LO驱动下通道的P沟道MOSFET。

4. 死区控制：IR2110内置了一个死区控制器，用于避免上下通道同时开启或关闭导致的短路。

死区时间由外部电阻和电容控制。

5. 输出：上通道和下通道的驱动信号可以通过引脚HO和LO
输出，用于连接到功率MOSFET的栅极。

通过以上原理，IR2110能够提供高效的驱动电路，实现高速、高电流的功率MOSFET的开关控制。

上下桥臂不互锁的驱动芯片
上下桥臂不互锁的驱动芯片包括IR2125和IR2127。

IR2125是一款单通道具有电流检测功能的驱动芯片，属于高端驱动，即上桥臂MOS管驱动，需要外接自举二极管。

而IR2127则是一款非隔离型的驱动芯片，主要用于低压驱动场合。

尽管其VB、VS耐压高达625V，但如果需要应用到高压驱动，必须加隔离电路。

在电机驱动中，IR2127的VCC与COM端电压一般在12V到20V之间。

请注意，使用这些芯片时，需要确保按照其数据手册和相关规范进行正确的电路设计和操作。

此外，如果涉及到具体的应用场景或需求，建议进一步咨询相关领域的专家或查阅相关文档，以确保选择的驱动芯片满足实际应用要求。

mos管预驱动芯片驱动多管并联mos电路注意事项
在使用MOS管预驱动芯片驱动多管并联MOS电路时，有以下几点需要注意：
1.为每个场效应晶体管配备自己的栅极电阻，其值通常为几Ω
到几十Ω，这有助于电流共享和防止门振荡。

2.确保MOS管之间有良好的热耦合，以确保设备之间的电流和
热平衡。

3.合理安排每个场效应晶体管的位置和布局，使其相同且对称，
以平衡临界栅源和漏源回路中的寄生电感。

4.确保栅极驱动电路能够驱动多个MOS管的寄生电容，并且不
会过热。

5.避免在栅源极（GS）或栅漏极（GD）之间添加外部电容器，
以免引起寄生振荡导致设备损坏。

在设计和使用MOS管并联电路时，建议根据实际情况考虑各种因素，并采取相应的措施以确保电路正常工作。

如需更多专业的技术指导，可咨询专业的技术人员或工程师。

半桥驱动和全桥驱动电路工作原理及作用如下：
•半桥驱动电路。

半桥驱动电路通常包含两个功率半导体开关管，一个电感和一个电容。

它只有半个桥臂，因此称为"半桥"。

其
中的两个开关管分别位于交流电源的正负半周，通过开关管的
开关控制来实现电源电压的变换。

半桥结构在电子镇流器、开
关电源、逆变器和电机驱动等领域中应用较多。

•全桥驱动电路。

全桥驱动电路通常包含四个功率半导体开关管，两个电感和一个电容。

全桥电路有完整的桥臂，因此称为"全桥
"。

其中的四个开关管能够实现对电源电压的完全控制，因此具
有更广泛的应用。

例如直流电机驱动、电力变换器、UPS不间
断电源等。

全桥和半桥电路对驱动电路有什么要求？全桥和半桥电路是常见的逆变器拓扑结构，它们在驱动电路方面有一些不同的要求：全桥电路的驱动电路要求：1.高侧开关驱动：对于全桥电路的高侧开关，由于其电源电压与负载电压之间通常存在较大的电压差，驱动电路需要具备足够的电压驱动能力。

通常会采用高侧驱动电路来增加驱动电压或使用隔离驱动电路以隔离高侧开关和低侧开关的电位差。

2.低侧开关驱动：对于全桥电路的低侧开关，其电源电压与负载电压相当接近，因此低侧驱动电路的要求相对较低。

通常可以使用普通的驱动电路，如MOSFET 驱动器或门级驱动器。

3.开关速度匹配：由于全桥电路中的开关需要在正确的时序中进行导通和关断操作，驱动电路需要确保开关的开启时间和关闭时间相匹配，以避免开关冲突和功率损失。

半桥电路的驱动电路要求：1.高侧开关驱动：在半桥电路中，高侧开关承担着更高的电压压力和功率，驱动电路应能够提供足够的电压驱动能力，以确保高侧开关的可靠和准确的控制。

通常采用隔离驱动电路或利用驱动变压器来实现高侧开关的驱动。

2.低侧开关驱动：低侧开关的驱动电路要求较为相对较低，因为其电压通常较小。

常见的驱动电路，如MOSFET 驱动器或门级驱动器，可满足低侧开关的驱动需求。

3.协调控制：驱动电路应能够提供协调的控制信号，确保高侧开关和低侧开关在正确的时序中进行导通和关断操作，以避免开关冲突和功率损失。

通常，需要采用延时控制器或者相位锁定循环控制器来确保高侧和低侧开关的控制一致性。

无论是全桥电路还是半桥电路，驱动电路应具备足够的抗噪性能和响应速度，以确保开关的准确和可靠的操作。

此外，需要根据开关器件的特性和系统的需求选择合适的驱动器和电源设计。

全桥驱动电路是一种用于控制直流电机或交流电机换向的常见电子电路，尤其适用于无刷直流电机（BLDC）和交流感应电机等。

在设计全桥驱动电路时，需要考虑的关键参数包括：1. MOSFET/IGBT的选择：- 最大额定电压（Vds）：器件能够承受的最大电压。

- 连续漏极电流（Id）：器件在一定温度下可以安全通过的最大连续电流。

- 导通电阻（Rds(on)）：当器件完全导通时的漏源极间电阻，影响电路效率和发热。

- 开关速度：器件开通和关断的速度，影响电机的高频性能和EMI。

- 栅极阈值电压和栅极电荷：决定驱动电路所需的驱动能力和功耗。

2. 续流二极管：- 反向耐压（VR）：二极管能承受的最高反向电压。

- 正向电流（If）：允许的最大正向工作电流。

- 反向恢复时间（trr）：二极管从导通状态变为截止状态所需的时间，影响电路中的EMI和功率损耗。

3. 驱动芯片：- 输出电流能力：驱动芯片能提供的最大输出电流，确保能够有效驱动MOSFET/IGBT。

- 隔离电压：如果驱动芯片具有隔离功能，需关注其隔离电压等级以保证安全性。

- 死区时间调整功能：防止上下桥臂直通而设置的最小切换间隔时间。

4. 电源电压：供电电压必须满足整个驱动电路以及所连接电机的工作需求。

5. 保护功能：- 过热保护- 短路保护- 过流保护- 欠压锁定（UVLO）6. 控制信号：- PWM频率与占空比：根据电机特性和应用要求设定。

7. 散热设计：根据功率损耗计算并选择合适的散热器及散热方式，确保器件工作在安全温度范围内。

在实际应用中，专用全桥驱动集成电路都集成了许多这些功能，并且有特定的引脚和工作模式来实现对电机的有效控制。

驱动电路IR2110的特性及应用功率变换装置中的功率开关器件，根据主电路的不同，一般可采用直接驱动和隔离驱动两种方式。

其中隔离驱动可分为电磁隔离和光电隔离两种。

光电隔离具有体积小，结构简单等优点，但同时存在共模抑制能力差，传输速度慢的缺点。

快速光耦的速度也仅有几十kHz。

电磁隔离用脉冲变压器作为隔离元件，具有响应速度快(脉冲的前沿和后沿)，原副边的绝缘强度高，dv／dt共模干扰抑制能力强等特点。

但信号的最大传输宽度有受磁饱和特性的限制，因而信号的顶部不易传输。

而且最大占空比被限制在50％。

同时信号的最小宽度也要受磁化电流的限制。

同时脉冲变压器体积也大，而且笨重，工艺复杂。

凡是隔离驱动方式，每路驱动都需要一组辅助电源，若是三相桥式变换器，则需要六组，而且还要互相悬浮，因而增加了电路的复杂性。

随着驱动技术的不断成熟，现已有多种集成厚膜驱动器推出。

如EXB840／841、EXB850／851、M57959L／AL、M57962L／AL、HR065等等，它们均采用的是光耦隔离，而光耦隔离仍受到上述缺点的限制。

而美国IR公司生产的IR2110驱动器则兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选品种。

1? IR2110的结构特点IR2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS工艺制造，DIP14脚封装。

该器件具有独立的低端和高端输入通道。

其悬浮电源采用自举电路，高端工作电压可达500 V，dV／dt=±50 Wns，15 V下的静态功耗仅116 mW。

IR2110的输出端f脚3，即功率器件的栅极驱动电压)电压范围为10～20 V，逻辑电源电压范围(脚9)为5～15 V，可方便地与TTL、CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5 V的偏移量；此外，该器件的工作频率可达500 kHz，而且开通、关断延迟小(分别为120 ns和94 ns)，图腾柱输出峰值电流为2 A。

IRS2092S使用注意问题(CIASS D IRAUDAMP7S)IRS2092是集成式音频驱动器IC的芯片组，具有保护式脉宽调制(PWM)开关和IR完整的数字音频MOSFET 等特性。

该芯片组主要针对从50W至 500W的中功率、高性能D类音频放大器应用，例如家庭影院、家庭立体声音响、有源扬声器、乐器和专业音频应用等。

1）对于过流保护设置值问题：电流保护阀值选取:流过FET 的电流包括音频输出和LPF 滤波网络电流，所以；实际要求设置值要高于音频电流峰值。

我比较喜欢这样选取：功放饱和输出时的最大输出电流X1.5；2）RDSON选取：可以根据实际最高工作温度选取，通常可以取85C 时的RDSON 值；3）有了电流和RDSON，就可以选IC 的保护值了。

这里需要注意的是大电流下的FET 开关波型应该是很干净的方波，如果有毛刺的话，可以适当增加栅电阻和优化退耦结构。

对于直流输出问题：可能重载时；电源电压跌落，但；由于变压器或负载正负不对称，正负电源电压跌落不一致，致使功放某一半波提前饱和输出了。

出现这问题时；通常不是功放问题，你可以略微提高电源电压增加水塘电容试试。

2）一般理想的工程条件下，半桥工作的实际死区时间越短越好，最小可以设置到10 纳秒3）IRS2092S 做全频功放时应注意的问题，最好能选择线性度比较好的元件，调制频率选择在300~400KHz，适当匹配LC 滤波器的L/C 的值，可以比较要的解决问题。

推荐L 选取18~22μH。

如果要进一步改善平坦度，L 可以取到10μH，同时；调制频率提高到400KHz 左右。

4）PWM 调制及咔哒声抑制问题：电路的过度过程不匹配，前级电源电压降落引起的电压飘逸被后级放大造成的。

调整一下时续可以解决问题。

另：IRS2092/S 已经在IC 内加入开关机消“咔哒”功能。

一般无需外加电路。

Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008 For Evaluation Only.题，很多理论已经超出了传统AB 类放大器的知识范畴。

全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计一、本文概述《全桥逆变电路IGBT模块的实用驱动设计》一文旨在深入探讨全桥逆变电路中IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块的高效、可靠驱动技术。

该文以工程实践为导向，结合理论基础与现代电力电子技术的发展趋势，系统地阐述了IGBT模块驱动设计的关键要素、设计原则、常见挑战以及应对策略，旨在为相关领域的工程师和研究人员提供一套全面且实用的驱动设计方案参考。

文章将对全桥逆变电路的工作原理及IGBT模块在其中的核心作用进行简要回顾，强调其作为功率开关器件在电能转换过程中的高效性和可控性。

在此基础上，详述IGBT模块的结构特性、电气性能参数及其对驱动电路的具体要求，包括但不限于阈值电压、开关速度、安全工作区、栅极电荷等关键指标，为后续驱动设计的合理选择与优化奠定理论基础。

本文将聚焦于实用驱动设计的各个环节，从驱动电路拓扑的选择与设计开始，剖析隔离技术、驱动电源、缓冲电路、保护机制等关键组件的设计原则与实现细节。

将特别讨论驱动信号的形成与传输、栅极电阻的计算与选取、dvdt与didt抑制措施、过流与短路保护、过热与欠压保护等关键技术点，旨在确保IGBT模块在各种工况下能够稳定、快速、无损地开关，并有效延长其使用寿命。

进一步地，文中将结合实际应用案例，探讨驱动设计在不同应用场景下的适应性与优化策略，如工业变频器、新能源汽车、不间断电源（UPS）等领域的特定需求与挑战。

通过实例分析，读者将了解到如何根据具体应用条件，如负载特性、工作频率、环境温度、系统效率要求等，灵活调整和优化驱动方案，以实现最佳的系统性能与可靠性。

本文还将探讨驱动技术的最新进展与未来发展趋势，包括智能驱动、集成化驱动解决方案、基于新型半导体材料的驱动技术等前沿研究方向，以启发读者关注并跟进领域内的技术创新，不断提升全桥逆变电路中IGBT模块驱动设计的先进性与竞争力。