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
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
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
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 全桥驱动电路原理
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。
IR2110驱动电路设计
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
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
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。
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IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项
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要:三相全桥技术具有应用广泛 ,控制方便 ,电路简单等特点 , 因此 ,广泛应用于逆变电源 ,变频技术 ,电力电子等相关领域 , 但其功率MOSFET以及相关的驱动电路的设计直接与电路的可靠性紧密相关，如MOSFET的驱动电路设计不当，MOSFET很容易损坏 ,因此本文主要分析和研究了成熟驱动控制芯片
IR2181S组成的电路，并设计了具体的电路，为提高MOSFET的可靠性作一些研究 ,以便能够为设计人员在设计产品时作些参考。
关键词:IR2181S驱动芯片;MOSFET全桥电路；自举电路设计;吸收电路
IR2181S的结构和驱动电路设计
IR2181S是IR公司研发的一款专用驱动芯片电其内部结
构参考图 1:主要由 :低端功率晶体驱动管 ,高端功率晶体驱动管,电平转换器 ,输入逻辑电路等组成。
IR2181S优点是可靠性高，外围电路简单。
它驱动的
MOSFET高压侧电压可以达到 600V最大输出电流可达到 1.9A（高端）2.3A（低端）。
具体设计电路时如将 MOSFET或IGBT作为高压侧开关
（漏极直接接在高压母线上）需在应用的时候需要注意以下几点:
（1）栅极电压一定要比漏极电压高10-15V作为高压侧开
关时 ,栅极电压是系统中电压最高的。
（2）栅极电压从逻辑上看必须是可控制的 ,低压侧一般是
以地为参考点的 ,但在高端是就必须转换成高压侧的源极电
位,相当于将栅极驱动的地悬浮在源极上,所以在实际应用栅极控制电压是在母线电压之间浮动的。
（3）栅极驱动电路吸收的功率不会显著影响整个电路的
效率。
图2是以IR2181S驱动芯片设计的三相全桥电路图2中应用到三个IR2181S驱动芯片每路驱动一组桥臂
提供高端和低端两路驱动信号（HO*,LO*）,以第一路桥臂为例（其它同理）:IR2181S输入是由DSP或其他专用驱动信号发生
芯片产生的高端和低端两路驱动信号,经过 2181 输出同样也
为两路 ,但经过 2181 内部处理后输出的信号和输入控制信号
完全隔离，输出电流可以达到2A,上图中IR218S低端输出（L01）
驱动下管的信号是以直流母线侧负端为参考点,输出信号幅
值大概在15V左右满足MOSFET开通要求。
高端输出是以 U1 为参考基准 ,电位浮在母线上 ,当上端开通时IR2181S通过自
举电路（C4,C5将电压举升到栅极开启电压值。
其电压值约为 : UG=U 母线 +15V
述电路中（以Q2为例）电容C4,C5和自举二极管组成的
泵电路 ,其中自举电容和自举二极管等参数都是要经过精密计算的 ,其工作原理和计算方法如下
（1）工作原理：当电路工作时Vs被拉倒地（输出接负
载）+15V通过二极管给自举电容 C4,C5充电也因此给 Vs一个工作电压满足了电路工作。
（2）参数设计：计算电容参数时应考虑到以下几点
①MGT栅极电荷;
②高压侧栅极静态电流 ;
③2181 内部电平转换电路电流 ;
④MGT G和S之间的电流。
（备注：因自举电路一般选择
非电解电容设计时电容漏电流可以忽略。
）
此公式给出了对自举电容电荷的最小要求
Q=2Qg+Iqbs/f+Qls+Icbs/f 注:Qg为高端MOSFET栅极电荷。
f 为系统工作频率。
Icbs 为自举电容漏电流（本电路为非电解电容可忽略不
Qls为每个周期内电平转换电路对电荷的要求。
(500/600V IC 为 5nc 1200V IC 为 20nc)。
Iqbs 为高端驱动电路静态电流。
述计算的电荷量是保证芯片正常工作的前提条件,只
有保证自举电容能提供足够的电荷和稳定的电压才不会使
Vbs产生大的纹波IR2181S内部才能正常工作。
为了减小纹波我们一般增加自举电容的电荷量 ,一般为计算值的 2-3 倍, 其电容值应为 :
O 3[2Qg+lqbs/f+Qls+lcbs/f]/Vcc-Vf-Vls 式中:Vf为自举二极管正向压降
Vls为低端MOSFET自身压降或负载上的压降。
由上式计算的电容值为理论值实际应用时如选择的电
容值太小或考虑到电容老化和线路的分布电容等问题是会
造成电路电容过充电从而造成IC的损坏，因此根据经验实际应用的电容值应是计算值的10-15 倍这样才能有效减小 Vbs 的纹波系统可靠性才能提高。
自举二极管的选择应遵循:当高压侧MOSFET开通时二极
管应能快速的截止高压阻止向+15V 回馈电荷。
二极管 Vrrm= 直流母线电压最大恢复时间Trr=100ns If=QbsX f。
另外在电路工程化时更要注意PCB布板的细节。
(1)电容要尽量布在 IC 管脚附近避免线路太长 ,同时尽量
减小IR2181S高低端输出所包含的面积，减小分布电感和电容。
(2)IR2181S输出最好和 MOSFET直接连接尽量少用接线
端子,如不能直接相连可用屏蔽线或双绞线连接并且三路输出尽量不要平行。
(3)为保证栅极电压稳定可采取图 2的电路即栅源之间并
联一个由 1 0K/0 。
25w 和稳压管 IN4744 组成的保护电路的的电阻。
图3为推荐PCB方式。
在图4中每只MOSFET都采用了快速二极管和电阻并联
再串联电容的吸收电路效果十分明显(适用于中功率电路 )。
图4中C为缓冲电容,R为放电电阻，T为电压上升限制时
间。
电容容量C=Im* T /VC放电电阻R的选择应遵循当 C充
满电后MOSFET开通时电容的放电电流IR不能太大同时也要保证在MOSFET在一个开通周期内 C上的电要能全部放完。
即:
IR = Vd/R
RC=(1/3— 1/5)Ton 电阻的功率PR=CV2cK f/2 随着现代电子工艺的发展，功能像IR2181S一样的集成驱动芯片会越
来越多 ,像 316J,A3120 等芯片在电路中都有大量
的运用 ,它们对提高电路稳定性 ,和简化电路结构起了很大的作
用 ,我们只要熟悉它们的工作原理就能在电路设计中得心应手了。
参考文献 : [1] 李爱文 ,张承慧 .现代逆变技术及其应
用 .科学出版
社,2000.。