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兰州工业学院毕业论文

IR2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS制造工艺,DIP14脚封装。具有独立的低端和高端输入通道;悬浮电源采用自举电路,其高端工作电压可达500V,dv/dt=±50V/ns,15V下静态功耗仅116mW;输出的电源端(脚3,即功率器件的栅极驱动电压)电压范围10~20V;逻辑电源电压范围(脚9)5~15V,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±5V的偏移量;工作频率高,可达500kHz;开通、关断延迟小,分别为120ns和94ns;图腾柱输出峰值电流为2A。

IR2110各引脚名称及功能: 1.LO(引脚1):低端输出。 2.COM(引脚2):公共端。

3.Vcc(引脚3):低端固定电源电压。 4.Nc(引脚4): 空端。

5.Vs(引脚5):高端浮置电源偏移电压。 6.VB (引脚6):高端浮置电源电压。 7.HO(引脚7):高端输出。 8.Nc(引脚8): 空端。

9.VDD(引脚9):逻辑电源电压。 10.HIN(引脚10): 逻辑高端输入。

11.SD(引脚11):关断控制端,当该端输入高电平时,IR2110停止输出驱动脉冲。 12.LIN(引脚12):逻辑低端输入。

13.Vss(引脚13):逻辑电路地电位端,其值可以为0V。 14.Nc(引脚14):空端。 IR2110工作特点:

(1) 具有独立的低端和高端输入通道。

(2) 悬浮电源采用自举电路,其高端工作电压可达500V。 (3) 输出的电源端(脚3)的电压范围为10—20V。

(4) 逻辑电源的输入范围(脚9)5—15V,可方便的与TTL,CMOS电平相匹配,而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有5V的便移量。 (5) 工作频率高,可达500KHz。

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(6) 开通、关断延迟小,分别为120ns和94ns。 (7) 图腾柱输出峰值电流2A。

IR2110外围电路如图4.12所示:

图4.12 IR2110外围电路图

驱动芯片IR2110外围电路如上图所示:其中引脚1和引脚7交替输出高低电平,通过电阻后驱动四个场效应管交替导通,IR2110驱动半桥的电路如图所示,其中C11,D13分别为自举电容和自举二极管,C10为VCC的滤波电容。假定7脚输出低电平期间,C11已经充到足够的电压VC1≈VCC。

IR2110工作原理如图4.13所示:

图4.13 IR2110工作原理图

当HIN为高电平时:VM1开通,VM2关断,VC1加到S1的栅极和源极之间,C1通过

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VM1,Rg1和栅极和源极形成回路放电,这时C1就相当于一个电压源,从而使S1导通。由于LIN与HIN是一对互补输入信号,所以此时LIN为低电平,VM3关断,VM4导通,这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg2迅速对地放电,由于死区时间影响使S2在S1开通之前迅速关断。当HIN为低电平时:VM1关断,VM2导通,这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯内部通过Rg1迅速放电使S1关断。经过短暂的死区时间LIN为高电平,VM3导通,VM4关断使VCC经过Rg2和S2的栅极和源极形成回路,使S2开通。在此同时VCC经自举二极管,C1和S2形成回路,对C1进行充电,迅速为C1补充能量,如此循环反复。

其11引脚(SD)为芯片关断控制端,当SD为高电平时,驱动芯片关断输出。场效应管无输入信号,逆变电源停止输出。在该电路中用于电池的输入过压保护。当电池电压高于设定值时,保护电路输出高电平,使逆变电路停止工作,因为输出电压和输入电压也是密切相关的,对输入的过压保护在一定程度上也是输出的过压保护。

4.2.4 TL494的应用及其外围电路

集成芯片TL494管脚图如图4.14所示:

图4.14 集成芯片TL494管脚图

TL494各引脚功能简介:

TL494 的内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。

1.IN1+(引脚1):误差放大器同向输入端。

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2.IN1-(引脚2):误差放大器反向输入端。 3.FEEDBACK(引脚3):相位校正和增益控制端。

4.DTC(引脚4):死区控制端, 其上加 0~3.3V 电压时可使截止时间从2%线会变化到 100%。该端与外围电路相配合可以控制输出脉冲,从而实现电路的保护功能。

5.Ct(引脚5):外接震荡电容。

6.Rt(引脚6):外接震荡电阻,则输出脉冲的振荡频率为:

f=

1.1 (4-7) RTCT7.GND(引脚7):接地端。

8.C1(引脚8)、E1(引脚9)、C2(引脚11)、E2(引脚10)分别为末级输出三极管的集电极和发射极。

9.VCC(引脚12):电源供电端。

10.OTC(引脚13):输出控制端,该脚接地时为并联单端输出方式,接14脚时为推挽输出方式。

11.REF(引脚14):5V 基准电压输出端,最大输出电流10mA。 12.IN2-(引脚15):误差放大器Ⅱ反向输入端。 13.IN2+引脚(引脚16):误差放大器Ⅱ同向输入端。

50HZ脉冲产生芯片TL494外围电路如下图4.15所示: 15脚为芯片TL494的反相输入端,16为同相输入端,电路正常情况下15脚电压应略高于16脚电压才能保证误差比较器II的输出为低电平,才能使芯片内两个三极管正常工作。因为芯片内置5V基准电压源,负载能力为10mA。所以15脚电压应高于5V。过热保护的R42为200Ω,则15脚的电压为6.22V大于16脚电压。14脚输出基准电压,因为推挽电路为双端输出,故将输出控制端13脚与14脚连在一起。12脚为电源端,接外部12V电压。8、11脚末级三极管集电极,此处亦接外接电源。9、10引脚用于输出50K的脉冲控制开关管。7脚为接地端,5、6脚外接震荡电阻和电容用于控制输出脉冲频率。4脚为死区控制端其上加0-3.3V电压时,可使截止时间从2%线性变化到100%,本设计中用于实现输入的过压保护和欠压保护。

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