镇流器控制与半桥驱动器IR2156的功能及应用
基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计

基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计无刷直流电机是一种广泛应用于工业和家用设备中的驱动器件。
与传统的有刷直流电机相比,无刷直流电机具有更高的效率、更长的寿命和更低的噪音水平。
为了实现无刷直流电机的控制和驱动,需要设计相应的驱动电路。
IR2136是一种常用的无刷直流电机驱动器件。
它具有多种保护和控制功能,可以用于控制无刷直流电机的转速、方向和制动等。
下面是基于IR2136的无刷直流电机驱动电路设计的详细介绍。
首先,设计一个适合的电源电路来为驱动器件和无刷直流电机提供电源。
电源电路应具有稳定的输出电压和电流能力。
通常,使用电池或稳压电源作为驱动电路的电源。
其次,设计一个合适的电机驱动电路。
IR2136包括三个半桥驱动器,每个半桥驱动器都包括一个高侧和低侧开关管。
通过控制这三个半桥驱动器的开关管的导通和截止状态,可以实现对无刷直流电机的控制。
此外,IR2136还具有保护电路,如过温保护、过电压保护、低电压保护和短路保护等。
这些保护功能可以保证电机和驱动器的安全运行。
在设计过程中,需要根据无刷直流电机的参数和工作要求选择合适的电源电压、电流和功率。
还需要选择合适的IR2136驱动芯片和外围电路元件,如电感、电容等。
此外,还需要设计驱动器和电机之间的连接线路,保证信号传输的可靠性。
最后,进行电路的调试和测试。
通过对电路进行测试和调试,可以确保电机能够正常工作,并且具有所需的转速和扭矩。
在调试过程中,可以调整驱动器的参数和工作模式,如占空比、频率等,来优化电机的性能。
总结起来,基于IR2136的无刷直流电机驱动电路设计需要考虑电源电路、驱动器电路和保护电路等方面的设计。
通过合理选择电路元件和参数,并进行适当的调试和测试,可以实现无刷直流电机的稳定驱动和控制。
这样的电路设计可以用于各种需要无刷直流电机的应用中,如工业自动化、机器人和电动车等。
毕业论文课件基于IR2153半桥串联谐振的高压钠灯研究解析

致谢!
在实验的阶段里,老师给我们很大的指导和帮助, 我们从实验中学到了很多知识,同时也锻炼了我们的动
手能力,再次我向指导老师说声谢谢! 我的论文论述到这里,谢谢大家! 请老师提问题。
Emax=220*1.1*1.4=339V
3.3.2计算输入功率
根据输入功率、输出效率之间的关系,求输入功率:
Pi
P0 80%
250 0.8
312.5W
(1 6)
3.3.3计算Ap值选择磁芯
因为我们研究的半桥驱动变压器是在高频的情况下的,所以采用铁氧体材料,
铁氧体材料具有较高的电阻率,涡流损耗比较低,是高频变压器磁芯的首选材
3.3.4计算初级、次级匝数
首先,由于加在变压器初级两端的电压和高压钠灯启动所需的电压比值,初步
确定变压器的匝数比为2:55左右, 即n 2
因为N1
Vs D Acp
100 0.48 0.3100
1.6匝,
55
且n
N1 N2
2 55
所以N2
55N1 2
551.6 2
44匝
这样变压器的设计完成了,初级匝数定为2匝,次级匝数大概在55左右,线
IR2153控制电路的注意事项:
(1)驱动芯片IR2153自举电压用的隔离二极管,要用超快恢复,实验 中选择了UF4007二极管;
(2)R1、R2阻值不能太大,IRFP460栅电容那么大,只要测下栅极的波 形就可以知道,上升和下降沿都不陡峭,必然开关损耗很大,甚至造成两 管同时开通。所以建议在实验时应根据情况调到适合的值。
线圈L、HPS灯、C10组成谐振网络,所以谐振时的频率主要由C10 和L的电感值决定即:
fr
2
1 LC
单电容 半桥 镇流器

单电容半桥镇流器全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:单电容半桥镇流器是一种常用的电路拓扑结构,用于直流至交流逆变应用中。
它结合了半桥变换器和电容器滤波器的优点,同时具有较高的效率和稳定性。
在工业领域和电子设备中有着广泛的应用。
本文将从单电容半桥镇流器的原理、工作过程、优缺点以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、原理及工作过程单电容半桥镇流器主要由半桥变换器和电容器组成。
在交流输入端,半桥变换器通过开关管控制电流的通断,实现对输入电压的调节。
而在输出端,电容器则起到滤波和存储能量的作用,使得输出电压更加平滑和稳定。
其工作过程可以分为以下几个步骤:1. 上桥臂中两个开关管T1和T2同时导通,下桥臂中两个二极管D1和D2导通,此时电容器C充电;2. 上桥臂中两个开关管T1和T2同时关断,下桥臂中两个开关管D1和D2导通,电容器C放电,输出电压为负;3. 上述过程交替进行,通过控制开关管的导通和关断来实现对输出电压幅值和频率的调节。
二、优缺点1. 优点:(1)输出电压稳定性高,波形纹波较小,适用于对输出电压要求较高的应用场合;(2)效率高,能够实现较高的电能转换效率;(3)结构简单,可靠性高,易于控制和维护。
(1)电容器的容量对输出电压稳定性有较大影响,需要根据具体应用场合选择合适的电容器容量;(2)输出电流波形含有谐波成分,可能对载波等产生较大影响;(3)对开关管和二极管的要求较高,成本较高。
三、应用领域单电容半桥镇流器在工业领域和电子设备中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 交流调直流电源:常见于电机驱动系统、UPS系统等场合,能够实现对交流电源的直流化输出;2. 逆变器应用:通过逆变电路将直流电源转换为交流输出,广泛应用于风力发电机组、太阳能发电系统等领域;3. 灯光调节系统:用于LED灯光控制、光伏发电系统等场合,实现对照明亮度的调节。
单电容半桥镇流器是一种效率高、稳定性好的电路拓扑结构,在工业领域和电子设备中有着广泛的应用前景。
IR2304半桥驱动集成电路的功能原理及应用

IR2304半桥驱动集成电路的功能原理及应用来源:国外电子元器件作者:陈忠仁佘艳孙云莲摘要:IR2304是美国IR公司生产的新一代半桥驱动集成芯片,该芯片内部集成了互相独立的控制驱动输出电路,可直接驱动两个中功率半导体器件如MOSFET或IGBT,动态响应快,驱动能力强,工作频率高,且具有多种保护功能。
文中介绍了IR2304的功能特点、工作原理和典型应用电路。
关键词:半桥驱动集成电路;IR2304;三相桥式逆变器1IR2304的功能特点IR2304是国际整流器公司(IR)新推出的多功能600V高端及低端驱动集成电路,这种适于功率MOSFET、IGBT驱动的自举式集成电路在照明镇流器、电源及电机等功率驱动领域中将获得广泛的应用。
IR2304的性能特点如下:(1)芯片体积小(DIP8),集成度高(可同时驱动同一桥臂的上、下两只开关器件);(2)动态响应快。
典型通断延迟时间220/220ns、内部死区时间100ns、匹配延迟时间50ns;3)驱动能力强,可驱动600V主电路系统。
具有60mA/130mA输出驱动能力,栅极驱动输入电压宽达10~20V;(4)工作频率高。
可支持100kHz或以下的高频开关,可与IRF830或IRFBC30等较小巧的MOSFET或IGBT配合使用;(5)输入输出同相设计。
提供高端和低端独立控制驱动输出,可通过两个兼容3.3V、5V和15V输入逻辑的独立CMOS或LSTTL输入来控制,为设计带来了很大的灵活性;6)低功耗设计,坚固耐用且防噪效能高。
IR2304采用高压集成电路技术,整合设计既降低成本和简化电路,又降低设计风险和节省电路板的空间。
相比于其它分立式、脉冲变压器及光耦解决方案,IR2304更能节省组件数量和空间,并提高可靠性;(7)具有电源欠压保护和关断逻辑。
IR2304有两个非倒相输入及交叉传导保护功能,整合了专为驱动电机的半桥MOSFET或IGBT电路而设的保护功能。
电子镇流器的作用

电子镇流器原理
工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器,全波整流和无源(或有源)功率因数校正器(PPFC或APFC)后,变为直流电源。通过DC/AC变换器,输出20K-100KHZ的高频交流电源,加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝,同时在电容器上产生谐振高压,加在灯管两端,但使灯管"放电"变成"导通"状态,再进入发光状态,此时高频电感起限制电流增大的作用,保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流.
电子镇流器分:荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器、金属卤化物灯电子镇流器。由于采用现代软开关逆变技术和先进的有源功率因数矫正技术及电子滤波措施,具有很好的电磁兼容性,降低了镇流器的自身损耗。
电子镇流器的作用
电子镇流器用于气体放电类的电光源(例如家用的日光灯),它们是靠气体放电原理来发光的,而气体放电的特点是需要很高的电压(上千伏)才能使其击穿开始工作,一旦击穿后,其电阻就会变得很低,此时若不加以限制,就会有很大的电流流过电极而将其烧毁。
电子镇流器一般采用AC/DC/AC方式使HID工作于高频(几kHz至几百KHz),从而可以在电子镇流器内部使用很小的电感就能使HID稳定工作,或者使用控制技术,使灯电流或灯功率处于恒定状态,达到镇流的效果,通常电子镇流器还有功率因数矫正功能,提高了输入端的功率因数,降低了对电网的污染。目前最常见的电子镇流器是采用PFC整流+半桥谐振式的结构。
电子镇流器的作用就是在灯未发光时产生高电压使其击穿放电开始工作,然后限制其通过的电流在额定值,使其能正常发光。
MOSFET_IGBT半桥驱动芯片IR21的应用研究

MOSFET_IGBT半桥驱动芯片IR21的应用研究IR2111是一种常用的MOSFET_IGBT半桥驱动芯片,被广泛应用于工业电子,电力转换以及电动汽车等领域。
本文将对IR2111的应用进行研究,分析其特点、工作原理以及应用案例。
一、IR2111的特点1.高可靠性:IR2111在设计上考虑了抗高斯噪声和电磁干扰,具有较高的抗干扰性能,可以提供稳定可靠的驱动信号。
2.高驱动能力:IR2111具有较大的输出电流能力,可以直接驱动大功率MOSFET或IGBT。
3.半桥驱动:IR2111适用于半桥拓扑结构,可以同时驱动上下桥臂的MOSFET或IGBT,实现高效率的功率转换。
4.内置保护机制:IR2111内置短路保护电路和过电流保护电路,可以有效保护MOSFET或IGBT免受损坏。
5.宽工作电压范围:IR2111的工作电压范围广泛,可以适用于不同的应用场合。
二、IR2111的工作原理IR2111采用了双侧驱动的结构,内部包含一个低侧驱动和一个高侧驱动,用于驱动半桥拓扑结构中的MOSFET或IGBT。
1. 低侧驱动:低侧驱动电路由“1/2H-bridge”和“LO”引脚组成。
当“LO”引脚输入高电平时,“1/2H-bridge”输出低电平,MOSFET或IGBT导通。
当“LO”引脚输入低电平时,“1/2H-bridge”输出高电平,MOSFET或IGBT截止。
2. 高侧驱动:高侧驱动电路由“1/2H-bridge”和“HO”引脚组成。
当“HO”引脚输入低电平时,“1/2H-bridge”输出高电平,MOSFET或IGBT导通。
当“HO”引脚输入高电平时,“1/2H-bridge”输出低电平,MOSFET或IGBT截止。
3.脉冲变换器:IR2111内部还包含一个脉冲变换器,用于将输入信号转换为半桥驱动信号,并提供相位补偿和死区时间控制。
三、IR2111的应用案例1.电机驱动:IR2111可以应用于电机驱动中,将其用于MOSFET或IGBT的半桥驱动电路中,实现电机的高效率驱动。
IR21531实例应用

IR21531的实例应用: 高功率因数荧光灯电子镇流器设计——PWM型AC/DC和DC/AC变换电路综合应用专题照明技术与我们日常生活息息相关,在工厂、办公室、图书馆、餐厅、学校、商店等场所,照明技术为我们提供了宜人的工作、生活环境。
在现代照明技术中,电子镇流器由于其效率高、无频闪、无噪声、体积小等优点得到了广泛应用,此外,电子镇流器还能够实现调光,功率因数校正、同时驱动多支灯管等功能。
照明系统依赖于镇流器与灯源的协同工作,了解灯源的工作特性是设计电子镇流器的前提。
一、荧光灯的结构和工作特性1、荧光灯的结构组成家庭及工业照明用荧光灯(俗称日光灯)是一种低压汞蒸汽放电灯,其大部分光是由放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发射出来的。
附图5-1是直管形荧光灯结构示意图。
荧光灯的核心部分是管形玻璃管和灯丝,其中,玻璃附图5-1 直型荧光灯管的结构示意图管的内壁上涂有荧光粉。
管内填充有惰性气体(如氩)和低气压汞蒸汽。
在灯两端各有一个电极,电极通常由钨螺旋做成,上面涂有热电子发射材料,人们将这种涂有电子发射材料的灯丝称为阴极。
灯丝两端与被称为导丝的支架相连接,导丝又与两个引出电极相连。
导丝和喇叭管等组成芯柱,其作用是保证电导线与玻璃壳进行气密性封接。
荧光灯工作时,放电发生在低气压的汞蒸汽和惰性气体的混合气中,产生很强的253.7nm的紫外辐射,经荧光粉转换成可见光。
2、荧光灯的主要特性与其它一些气体放电灯一样,荧光灯具有负阻抗特性,典型的荧光灯电压—电流(V-I)特性曲线如附图5-2所示。
当施加于荧光灯两端的电压低于触发启动电压(U strike )时,灯呈高阻关断状态,灯中没有电流通过,一旦外加电压达到了灯的点火电压值,灯则导通,并且其两端电压立即降低,灯电流增大,呈现负阻特性。
由于外接镇流器的限流作用,使灯电流稳定在额定值,并且灯两端的导通电压降(U on )也基本保持不变。
荧光灯的触发启动电压和正常工作时灯两端的电压降与灯管长度、灯管直径、灯管内填充气体的种类、气压、温度以及电极种类(是冷阴极还是热阴极)等因素有关。
IR2101半桥驱动案例

IR2101半桥驱动案例案例背景:假设我们有一个电压为12V,电流为10A的直流电机,我们需要设计一套半桥驱动电路来控制电机的运动。
为了提高系统的性能和效率,我们选择使用IR2101作为驱动器。
方案设计:1.电源电压选择:由于电机电压为12V,我们可以使用一个12V电源来为半桥驱动电路供电。
在实际设计过程中,我们需要考虑电源的质量和稳定性,以确保半桥驱动器正常工作。
2.半桥电路设计:半桥电路是由N沟MOS管和P沟MOS管组成,其作用是控制电机的正反转。
在设计过程中,需要根据电机的工作电压和电流来选择合适的MOS 管。
3.IR2101参数选择:4.电路连接和布局:将电源、半桥电路和IR2101进行连接,进行布局时需要考虑信号传输的稳定性和抗干扰能力。
5.控制信号生成:案例实施:1.根据电机的工作电压和电流选择合适的MOS管。
假设我们选择N沟MOS管的额定电流为20A,满足电机电流为10A的需求。
2.根据IR2101的参数表选择合适的IR2101型号。
假设我们选择IR2101S,其工作电源电压范围为10V-20V,满足12V电源的需求。
3.根据电路连接和布局的要求,进行布线设计。
将电源、半桥电路和IR2101进行连接,保证信号的传输稳定性和抗干扰能力。
4.生成驱动信号。
控制信号由一个PWM信号和一个逻辑信号组成,可以使用微控制器来生成。
根据电机的工作速度和转向生成相应的控制信号。
5.连接电机并进行测试。
将电机连接到半桥驱动电路上,接入电源,通过控制信号来控制电机的运动。
进行测试,验证系统的性能和功能是否满足需求。
总结:通过这个案例,我们了解了IR2101半桥驱动器的应用,重点介绍了设计过程中的关键要点,包括电源电压选择、半桥电路设计、IR2101参数选择、电路连接和布局以及控制信号生成。
通过正确选择和设计,可以实现高效、稳定和可靠的半桥驱动系统。
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摘要:IR2156是IR公司推出的镇流器控制/半桥驱动器系列IC之一。
它的主要特点是可对预热时间、预热频率、运行工作频率、死区时间以及过电流保护等进行编程控制,因而为设计人员提供了高度的灵活性。
另外,IR2156内部还设计有灯轰击失败、灯失效保护及自动再启动等功能。
关键词:镇流器 控制 半桥驱动器
IR2156 1 概述 IR2156是美国IR公司继IR3253/IR2155/IR2157/IR2159之后推出的镇流器与半桥驱动器系列IC之一。
与IR2156同时推出的系列专用IC还有IR21571/IR21591/IR2167等。
IR2156采用14脚PDIP和SOIC两种封装,它所需外部元件少,适用性强。
图1为IR2156的内部电路框图。
IR2156的主要特点如下: ●镇流器控制和半桥驱动器集成在同一片IC中; ●预热频率、预热时间、死区时间、同部点火斜坡、工作频率以及过电流保护门限等功能或参数均可编程设置。
●具有DC总线欠压复位功能;
●具有关闭脚(SD脚)滞后功能,扰噪扰能力强; ●可微功率启动(150μA);
●Vcc脚可被内部15.6V的齐纳二极管钳位; ●全部引脚均具有闭锁抗噪与静电放电(ESD)保护功能。
IR2156的推荐工作条件如下: 高端浮置电源电压VBS:Vcc-0.7~15.6V; 稳态高端浮置电源偏移电压Vs:-1~600V; 电源电压Vcc:11.5~15.6V; 电源最大电流Icc:10mA; 关闭(SD)脚电流IDS:-1~1mA; 电流感测(CS)脚电流ICS:-1~1mA; 结温TJ:-40~125℃。
2 功能及原理 2.1 欠电压封锁(UVLO)模式 图2给出了IR2156的启动与电源电路及启动电容CVCC上的电压波形。
当电路接通电源后,流经启动电阻RSUP的电流对CVCC充电。
当CVCC上的充电电压按指数规律升高到IC脚Vcc的启动门限(Vccuv+=11.5V)以上,并且SD脚上的电压低于4.5V时,IC导通,振荡器启动,HO和LO脚输出占空比为50%的方波驱动电压。
由于IC工作电流的增强,CVCC开始放电。
在CVCC放电过程中,半桥输出信号经缓冲电容CSNUB和二极管DCP1整流后,又对CVCC充电。
但电荷泵充电不会使CVCC上的电压降至IC关断门限(VCCUV-=9.5V)以下,因为,IC脚Vcc上的电压会被Vcc脚内的齐纳二极管钳位于15.6V,在IR2156驱动下,当外部低端开关管M2导通而使高端开关M1截止时,CVCC通过自举二极管DBOOT对自举电容CBOOT充电。
当M1导通而M2关断时,DBOOT反向偏置,CBOOT作为高端驱动器CMOS电路的电源。
当Vcc脚电压降至UVLO门限
(Vccuv-=9.5V)以下时,振荡器截止,HO与LO脚均输出低电平。
2.2 预热(PH)模式 IR2156启动后,首先输出一个带50%占空比的预热频率fPH,其死区时间由CT脚外部的定时电容CT及内部电容(RDr)来设定。
图3所示的镇流器预热及点火电阻简图。
在预热期间,IC内部的5μA的电流源对CPH脚外部预热时间电容CPH充电,CS脚上的过电流保护功能不起作用,预热频率由IC外部并联电阻RT和RPH及CT决定。
CT充电与放电发生于Vcc/3与3Vcc/5之间。
CT充电依靠RT与RPH并联组合电阻通过内部开关S1(MOSFET)连接到Vcc来实现。
从Vcc/3到3Vcc/5的这段充电时间是输出栅极驱动器的按时(on time)导通时间。
一旦CT脚上电压超过3Vcc/5,S1断开,CT通过内部电阻RDT与开关S3放电(到COM)。
从3Vcc/5
到Vcc/3的CT放电时间是HO与LO两路输出的死区时间。
只要CT放电到Vcc/3以下,S3(MOSFET)就接通,以
将RT与RPH再次连接到Vcc。
CPH脚上的电压超过13V之前,输出频率将保持在预热频率。
在预热期间,当CPH脚上的电压超过7.5V后,系统将启动过电流保护和DC总线欠压复位上的电压。
这时预热频率只对灯丝加热而不会在灯两端产生高压使灯启动。
2.3 灯点引燃(IGN)模式 当CPH脚上的电压超
过13V后,IR2156将进入点火模式。
此时,CPH脚连接内部P沟道MOSFET(S4)的栅极,以使RPH和RT脚在IC内部连接在一起。
随着CPH脚上电压平滑地沿斜坡升至Vcc,开关S4也将缓慢切断,从而使RPH与RT脚在内部断开,
这样可使预热频率沿向下的斜坡从灯启动(点火)频率降低到运行(点燃)频率。
在点火模式期间,工作频率的降低可使镇流器输出端LC电路发生谐振,并在灯两端产生一个高电压使灯管击穿导通而引燃。
2.4 运行(RUN)模式 一旦灯启动成功,镇流器即进入运行模式。
运行工作频率由RT与CT的值决定。
很显然,fPH>fIGN>fRUN,即预热频率>点火频率>运行频率。
点火时间通常为预热时间
的1/4,即TIGN≤1/4TPH。
图4所示是IR2156的运行程序图。
2.5 DC总线欠压复位 在DC总线电压过低时,镇流器的谐振输出级频率可能会接近或低于谐振频率,这样将有可能在半桥
开关中形成硬开关而使MOSFET损坏。
为此,IC脚VDC将实时检测DC总线电压,当VDC脚上电压降至10.9V(低
于Vcc)时,P沟道MOSFET(S4)接通,从而使频率偏移到谐振频率之上的安全工作点。
在这个过程中,CPH脚
上的电压被拉低,点火斜坡也复位。
一旦DC总线电压升高,灯将再次被点火。
2.6 故障(FAULT
)模式 在预热之后的任何时间内,只要IC脚CS上的电压超过1.3V,IC就时进入故障模式,HO和LO
脚的输出也将被锁定在低电平。
为复位预热时间和终止振荡,CPH和CT脚均被放电(到COM)。
如需退出故障模式,Vcc必须地降低到关闭门限电压(Vccuv-)以下,而SD脚必须拉高到5.1V之。
当Vcc升到导通门限
(Vccuv+)以上且SD脚低于4.5V时,IC将重新开始振荡并再次进入预热模式。
3 应用电路 用IR2156作控制/驱动器的42W荧光灯电子镇流器电路如图5所示。
图中,C1和L1为RFI滤波元件,由D1、D2与C2、C3组成整流滤波电路,LRES为扼流圈,CRES为灯启动电容。
该镇流器的有关参数为: 运行(工作)频率fRUN=43kHz; 预热频率fPH=70kHz; 死区时间tDT=0.6μs; 灯最大点火电流IIEN(PK)=2A。
如果要求电子镇流器采
取功率因素校正(PFC)措施,可以在桥式整流器之外增设PFC升压变换器电路。
为减少高功率因数和低谐波畸变镇流器的元件数量,IR公司还推出了集镇流器控制与PFC于一体的IR2167单片IC。
而IR2156控制IC适用
于输出功率较低的紧凑型荧火灯(CFL)交流电子镇流器。
。