IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项
IR2104s半桥驱动芯片使用经验及注意事项
IR2104s半桥驱动芯⽚使⽤经验及注意事项多次使⽤IR2104s，每次的调试都有种让⼈吐⾎的冲动。
现在将使⽤过程遇到的错误给⼤家分享⼀下，⽅便⼤家找到思路。
⼀.⾃举电容部分（关键）1、听说⾃举电路必须要安装场效应管，于是我在使⽤过程中，安装了只半桥的⾼端场效应管。
结果：⾼端驱动HO⽆输出信号正确做法：⾃举电路回路是与半桥的下场效应管构成回路的，应该安装下场效应管，保险的做法是两个场效应管都安装2、⾃举电容采⽤104，⾃举⼆极管采⽤SS34 ，（这两种参数是我以前⽐赛的常见参数值，很⾃信）测试条件：1K PWM结果：LO 有1K的PWM ，VS 有 1K PWM，上场效应管Ugs = 2V，反思：以前⽐赛的时候，测试使⽤的是信号发⽣器给PWM，标准频率为10K。
正确办法：把输⼊PWM的频率改为 10K 。
因为⾃举电容与⾃举回路的充放电频率有关，频率越⾼，⾃举电容越⼩。
3、买到假芯⽚引起错误有⼀次测试也是⾼端引起不正常，结果换⼀块芯⽚就正常了。
4、现象：IR2104s HO端对地测试的电压为PWM（⾼电平为2倍IR2104s的VCC，低电平为0）IR2104s LO 端对地测试的电压为PWM（⾼电平为1倍IR2104s的VCC，低电平为0）原因：这是很明显的⾃举参数不对，你测Vgs的电压应该是接近0的电平）5、买到假的场效应引起错误。
⼆、驱动部分（共性）1、驱动能⼒不⾜引起带负载能⼒不⾜,且效率低下。
由于IR2104s的推挽电流为130mA/270mA，在做⼤功率电源开关器件的驱动的时候，由于驱动能⼒不⾜，会导致输出带负载能⼒不⾜。
⽬前，IR公司的IR2184的驱动电流为1.4A/1.8A，HIP4081的驱动能⼒有2.5A，TI的UCC系列有4A的驱动。
理由：由于MOSFET的G，D，S两两之间存在寄⽣电容，他们的输⼊电容、输出电容和反向传输电容公式分别为其中：Ciss与驱动设计有关，特别是驱动电流过⼩，充电时间慢。
屹晶微电子EG2181芯片数据手册说明书
ELECTRONIC GIANT EG2181芯片数据手册大功率MOS管、IGBT管栅极驱动芯片版本变更记录目录1. 特点 (4)2. 描述 (4)3. 应用领域 (4)4. 引脚 (5)4.1. 引脚定义 (5)4.2. 引脚描述 (5)5. 结构框图 (6)6. 典型应用电路 (6)7. 电气特性 (7)7.1 极限参数 (7)7.2 典型参数 (8)7.3 开关时间特性及死区时间波形图 (9)8. 应用设计 (10)8.1Vcc端电源电压 (10)8.2输入逻辑信号要求和输出驱动器特性 (10)8.3自举电路 (11)9. 封装尺寸 (12)9.1 SO8封装尺寸 (12)EG2181芯片数据手册V1.01. 特点⏹高端悬浮自举电源设计，耐压可达600V⏹适应5V、3.3V输入电压⏹最高频率支持500KHZ⏹低端VCC电压范围3.5V-20V⏹输出电流能力I O+/- 2A/2.5A⏹内建死区控制电路⏹自带闭锁功能，彻底杜绝上、下管输出同时导通⏹HIN输入通道高电平有效，控制高端HO输出⏹LIN输入通道高电平有效，控制低端LO输出⏹外围器件少⏹静态电流小于5uA，非常适合电池场合⏹封装形式：SOP-82. 描述EG2181是一款高性价比的大功率MOS管、IGBT管栅极驱动专用芯片，内部集成了逻辑信号输入处理电路、死区时控制电路、闭锁电路、电平位移电路、脉冲滤波电路及输出驱动电路，专用于无刷电机控制器中的驱动电路。
EG2181高端的工作电压可达600V，低端Vcc的电源电压范围宽3.5V～20V，静态功耗小于5uA。
该芯片具有闭锁功能防止输出功率管同时导通，输入通道H IN和L IN内建了一个200K下拉电阻，在输入悬空时使上、下功率MOS管处于关闭状态,输出电流能力I O+/- 2/2.5A，采用SOP8封装。
3. 应用领域⏹移动电源高压快充开关电源⏹变频水泵控制器⏹600V降压型开关电源⏹电动车控制器⏹无刷电机驱动器⏹高压Class-D类功放4. 引脚4.1. 引脚定义IN IN图4-1. EG2181管脚定义4.2. 引脚描述5. 结构框图H LOGNDVccHOVS VBL图5-1. EG2181结构框图6. 典型应用电路+600VH L OUT图6-1. EG2181典型应用电路图7. 电气特性7.1 极限参数7.2 典型参数无另外说明，在A25℃，Vcc=12V，负载电容C L=10nF条件下7.3开关时间特性及死区时间波形图图7-1. 低端输出LO 开关时间波形图 图7-2. 高端输出HO 开关时间波形图50%50%LOH INLINHO 50%50%图7-3. 死区时间波形图8. 应用设计8.1 Vcc 端电源电压针对不同的MOS 管，选择不同的驱动电压，高压开启MOS 管推荐电源Vcc 工作电压典型值为10V-15V ；低压开启MOS 管推荐电源VCC 工作电压3.5V-10V 。
AI2182181型人工智能温度控制器
Loc
Loc=0，允许修改现场参数、允许修改 给定值及启动自整定 AT 功能。 Loc=1，允许修改现场参数，允许修改 给定值，但禁止启动自整定 AT 功能 . 参数修 Loc=2，允许修改现场参数，禁止修改 改级别 给定值及启动自整定 AT 功能； Loc=4~255，不允许修改 Loc 以外的其 它任何参数，也禁止全部快捷操作。 确认，可进入 设置 Loc=808，再按 系统参数表。 报警 回差 又名死区、滞环，用于避免因测量输入 值波动而导致报警频繁产生／解除。
分辨率 主输入 平移 修正
AHYS
AOP 用于定义 HIAL、LoAL、HdAL 及 LdAL 报警的输出位置，如下： AOP = 0 4 0 3 LdAL HdAL LoAL HIAL ; 数值范围是 0~4，0 表示不从任何端口 报警输 AOP 输出该报警，1、2 分别表示该报警由 AL1 及 出定义 AL2 输出，3、4 分别表示该报警由 AU1 及 AU2 输出， 允许不同报警从同一个位置输出。 例 如：AOP=0403， 则 表 示 HIAL 由 AU1 输 出 ；HdAL 由 AU2 输 出 ；LoAL、 LdAL 不输出。 onoF, 采用位式调节（ON-OFF)，只适合 要求不高的场合进行控制时采用。 控制 APId. 采用 AI 人工智能 PID 调节，具备 CtrL 方式 无超调高精度控制效果。 nPId: 采用标准 PID 调节，并有抗饱和积 分功能。 rE，为反作用调节方式，输入增大时，输 出趋向减小，如加热控制。 dr，为正作用调节方式，输入增大时，输 正 / 反 出趋向增大，如致冷控制。 Act rEbA，反作用调节方式，并且有上电免除 作用 下限报警及偏差下限报警功能。 drbA，正作用调节方式，并且有上电免除 上限报警及偏差上限报警功能。
IR2101应用笔记（IR2101）（全桥）（MOS）
IR2101应用笔记（IR2101）（全桥）（MOS）
摘要：
IR2101是半桥驱动，当然IR也有全桥的驱动，但因为手上正好有IR2101，所以就用两片IR2101+4个NMOS做了一个全桥驱动。
介绍：
IR2101内部框图如下：
Datasheet上给出的参考电路如下：
原理分析：
下桥导通不用分析，关键是上桥。
NMOS需要在G-S极加10V~20V电压才能完全导通。
C1和D1的作用是与负载（P1）组成一个BOOST升压电路，在VB脚上产生一个VCC+12V的电压，芯片会用VB脚的电压来驱动NMOS上管。
C1正常升压的前提是IR2101先开通下管（Q4），给C1充电，然后再开上管（Q2）；如果上桥需要保持一个比较长的时间则需要重复充电的动作来保证VB脚的电位不会低于VCC+10V（C1要求是低漏电耐纹波长寿型的）。
如果半桥恒导通，即Q2和Q3恒导通，这样上管Q2的S极电位就变成了VCC，而G级必须比S级高10V～20V才能保持Q2的DS 导通，否则管子会进入线性区开始发热。
如何才能半桥恒导通：使用主动升压电路来代替D1 C1，主动升
压到VCC+12V，输入IR2101的VB脚，C2保留D1去掉。
D3~D6的作用：关断时为快速泄放MOS管GS寄生电容上的电荷一般采取在限流电阻上并一个二极管的做法，这样可以加快关断速度。
驱动芯片IR21844数据手册
IR2184(4)(S ) & (PbF)Features•Fully operational to +600VdV/dt immune•••3.3V and 5V input logic compatible•••••Also available LEAD-FREE (PbF) 1Data Sheet No. PD60174 Rev.FDescriptionThe IR2184(4)(S) are high voltage,high speed power MOSFET and IGBT drivers with dependent high and lowside referenced output channels. Pro-prietary HVIC and latch immune CMOS technologies enable rugge-dized monolithic construction. Thelogic input is compatible with standard CMOS or LSTTL output, down to 3.3V logic. The output drivers feature ahigh pulse current buffer stage designed for minimum driver cross-conduction. The floating channel can be used to drive an N-channel power MOSFET or IGBT in the high side configuration which operates up to 600volts.IR2184(4)(S) & (PbF)Absolute Maximum RatingsAbsolute maximum ratings indicate sustained limits beyond which damage to the device may occur. All voltage parameters are absolute voltages referenced to COM. The thermal resistance and power dissipation ratings are measured under board The input/output logic timing diagram is shown in figure 1. For proper operation the device should be used within theIR2184(4)(S) & (PbF) 3Dynamic Electrical CharacteristicsIR2184(4)(S) & (PbF)Functional Block DiagramsIR2184(4)(S) & (PbF)514-Lead PDIP 14-Lead SOICIR21844IR21844SLead Assignments8-Lead PDIP 8-Lead SOICLead DefinitionsSymbol DescriptionIN Logic input for high and low side gate driver outputs (HO and LO), in phase with HO (referenced to COM for IR2184 and VSS for IR21844)SD Logic input for shutdown (referenced to COM for IR2184 and VSS for IR21844)DT Programmable dead-time lead, referenced to VSS. (IR21844 only)VSS Logic Ground (21844 only)V B High side floating supply HO High side gate drive output V S High side floating supply return V CC Low side and logic fixed supply LO Low side gate drive output COMLow side returnIR2184IR2184S12348765IN SD COM LOV B HO V S V CC12348765IN SD COM LOV B HO V S V CC1234567141312111098IN SD VSS DT COM LO V CCV B HO V S1234567141312111098IN SD VSS DT COM LO V CCV B HO V SIR2184(4)(S) & (PbF)Figure 1. Input/Output Timing DiagramFigure 2. Switching Time Waveform DefinitionsSDINHO LOFigure 5. Delay Matching Waveform DefinitionsFigure 3. Shutdown Waveform DefinitionsFigure 4. Deadtime Waveform DefinitionsDT LO-HOMDT=- DT HO-LOIR2184(4)(S) & (PbF)7IR2184(4)(S) & (PbF)8IR2184(4)(S) & (PbF) 9IR2184(4)(S) & (PbF)10IR2184(4)(S) & (PbF) 11IR2184(4)(S) & (PbF)IR2184(4)(S) & (PbF)13IR2184(4)(S) & (PbF)IR2184(4)(S) & (PbF) 15IR2184(4)(S) & (PbF)IR2184(4)(S) & (PbF) 17IR2184(4)(S) & (PbF)IR2184(4)(S) & (PbF) 19IR2184(4)(S) & (PbF)IR2184(4)(S) & (PbF) 21IR2184(4)(S) & (PbF)Basic Part (Non-Lead Free)8-Lead PDIP IR2184 order IR21848-Lead SOIC IR2184S order IR2184S 14-Lead PDIP IR21844 order IR2184414-Lead SOIC IR21844 order IR21844SLeadfree Part8-Lead PDIP IR2184 order IR2184PbF 8-Lead SOIC IR2184S order IR2184SPbF 14-Lead PDIP IR21844 order IR21844PbF 14-Lead SOIC IR21844 order IR21844SPbFORDER INFORMATIONLEADFREE PART MARKING INFORMATIONPer SCOP 200-002Thisproduct has been designed and qualified for the industrial market.Qualification Standards can be found on IR’s Web Site Data and specifications subject to change without notice.IR WORLD HEADQUARTERS: 233 Kansas St., El Segundo, California 90245 Tel: (310) 252-710510/15/2004。
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。
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。
MOSFET_IGBT半桥驱动芯片IR2111的应用研究
ＣＯＭ 是接地端， 直接和下管 ＭＯＳＦＥＴ 的源极 Ｓ 或 ＩＧ－ ＢＴ 的发射极 Ｅ 相连。
ＨＯ、ＬＯ 分 别 是 上 、 下 管 控 制 逻 辑 输 出 端 ， 逻 辑 正 时 输 出 典 型 电 流 为 ２５０ｍＡ， 逻 辑 正 时 输 出 典 型 电 流 为 ５００ｍＡ， 输出延迟时间不会超过 １３０ｎｓ。
使用专用的集成电路驱动芯片设计的电路有线路简 单、成本低廉的优点， 在成本敏感的应用中是最好的选 择。ＩＲ２１１１ 是国际整流 器 公 司 （ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ， 简 称 ＩＲ） 的产品， 多应用在电子整流器等照明电路中， 市场 批发价不到 ２ 元人民币， 将其应用到电动机控制电路中， 可以取得很好的效果。
用过程中应注意的一些问题和现象， 并对不同公司的 ＭＯＳＦＥＴ ／ＩＧＢＴ 驱动芯片作了简要介绍。
关键词： ＭＯＳＦＥＴ ／ＩＧＢＴ； 半桥驱动； ＩＲ２１１１
中图分类号： ＴＮ４
文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－ ９４９２ （２００８） ０８－ ００５７－ ０３
１ 引言
功 率 场 效 应 管 （ ＭＯＳＦＥＴ） 是 ２０ 世 纪 ７０ 年 代 后 出 现 的电压控制型中小功率器件， 有 Ｐ 沟道和 Ｎ 沟道之分， 都 具有开关速度快、损耗低、驱动功率小， 无二次击穿的优 点。在电源、直流有刷、无刷电机驱动、逆变器等场合广 泛应用。
基于IR22141的IGBT驱动及保护电路设计
图２二极管分离开通和关断电阻的Ｇ 极 电路
一 一 一 … … … ～ ～ ～
～
【 ５ 】 王秀利， 潘燕， 冯江华， 等 网测变流器 系统建 模及半实 物仿真 实现卟机车 电传动， ２ ０ ０ ５ （ ５ ） ： ８ — １ １ ．
／
Ｄ５
＼
毓二 ： 二 二 ≯
性。
参考文献
０
ｌ １ 】 郑姿 清． ３ ． ３ ｋ Ｖ Ｉ ＧＢ Ｔ 模块 驱动设计分 析（ 英 飞凌科技
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图１ Ｉ Ｒ ２ ２ １ ４ １ 典 型 驱 动 电 路
［ ３ ］ 尹 海． Ｉ ＧＢＴ驱 动 电路 性 能分 析 Ｕ ］ ． 电力 电子 技
术， １ ９ ９ ８ （ ２ ） ： ２ １ － ３ ３ ．
ｆ ４ １ 陈建业． 电子 电力 电路 的计算机 仿真【 Ｍ】 北京： 清华大
学出版 社， ２ ０ ０ ５
…
…
…
一
掌 室 一 ｌ
基于Ｉ Ｒ２ ２ １ ４ １ 的Ｉ ＧＢＴ驱 动 及 保 手 户电 路 设 计
中国地质 大学 （ 北京 ） 方昱琨 曾卫华 李佳澳 余明典 李双村
【 摘要】１ ＧＢ Ｔ 的驱 动电路是应 用Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 开关管 的关键技术 ，一个性 能好 的驱 动电路不仅 能够有效地驱 动Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ，而且 能够可 靠地保护Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 。本文介绍 了一种基于Ｉ Ｒ ２ ２ １ ４ １ 芯
电容和 电感 ，驱动电路板常被直接安装在 模 块 上 ，所 以温 度 因 素 不 可 忽 略 ，我 们 就 要 尽 可 能选 用 温 漂 系数 小 的器件 ， 比如 Ｇ 极 驱动 电容 最好选 用 Ｉ 类介质独石 电容器 ， 这样可 以保 证工作时功率器件开关性能 的 稳定 。
IR2110 在IGBT 驱动电路中的应用
IR2110 在IGBT 驱动电路中的应用收藏| 分类: | 查看: 699 | 评论(0)摘要：针对IGBT的半桥或者全桥的驱动，利用具有双通道集成驱动的IR2110来驱动IGBT。
对其自举工作原理进行了分析，同时增加了栅极电平箝位电路，克服了IR2110不能产生负偏压的缺点，并在2 kW、400 V汽车直流充电器中以此驱动IKW40N120T2电路的试验中验证了其理论分析的正确性。
用于IGBT或功率MOSFET驱动的集成芯片模块中，应用技术比较成熟的有东芝LP250、富士EXB8系列、三菱M579系列等，但是这些模块都是单驱动，如果要驱动全桥结构的逆变电源则需要4个隔离的驱动模块，不但费用高、而且体积大。
美国IR公司推出的高压浮动驱动集成模块IR2110是一种新型的功率MOSFET或IGBT驱动模块，它本身允许驱动信号的电压上升率达±50 V/μs，极大地减小了功率开关器件的开关损耗。
此外，由于IR2110采用自举法实现高压浮动栅极双通道驱动，因此可以驱动500 V以内的同一相桥臂的上下两个开关管，减小了装置体积，节省了成本。
1 IR2110自举电路工作原理分析自举电路如图1所示，其工作原理如下：Q2导通期间将Vs的电位拉低到地，Vcc通过自举电阻Rbs 和自举二极管Dbs给自举电容Cbs充电，通过电容Cbs在Vb和Vs之间形成一个悬浮电源给上桥臂主开关器件Q1供电。
自举电路的存在使同一桥臂上、下主开关器件驱动电路只需一个外接电源。
图1 IR2110 自举电路2 IR2110栅极电平箝位电路由于IR2110不能产生负偏压，将它用于驱动桥式电路时，由于密勒效应的存在，在开通与关断时刻，集电极与栅极间的寄生电容有位移电流产生，容易在栅极上产生干扰。
特别是在大功率情况下，关断电流较大，IR2110驱动输出阻抗不够小，沿栅极灌入的位移电流会在驱动电压上叠加形成比较严重的毛刺干扰。
如果该干扰超过IGBT的最小开通电压，将会造成桥臂瞬间短路。
基于CPLD的无刷直流电机控制器设计毕业设计
Z S T U Zhejiang Sci-Tech University 本科毕业设计Bachelor’S THESIS论文题目：基于CPLD的无刷直流电机驱动器设计浙江理工大学机械与自动控制学院毕业论文诚信声明我谨在此保证：本人所写的毕业论文，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。
论文主体均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。
如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。
声明人（签名）：年月日无刷直流电机（BLDC）利用电子换相装置代替了有刷直流电机的机械换相装置，使其既具有直流电动机的调速性能，且体积小、重量轻、效率高、无励磁损耗等特点，同时又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点。
因此在国民经济的各个领域，如医疗机械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器和办公自动化等方面都有广泛的应用。
而在对系统提出响应速度快、精度高、控制板体积小、可靠性高等要求下，采用基于单片机等芯片的控制系统一般难以实现这一要求，而基于DSP等芯片的控制系统一般成本又太高。
但随着无刷直流电机的各种控制方法正日趋成熟，特别是大规模现场可编程门阵列FPGA、CPLD的出现，为实现这些要求提供了可能，本课题便是基于这一背景而提出的。
本文提出了一种基于CPLD的无刷直流电机控制器。
重点分析了控制器的硬件电路组成及其工作原理。
并进一步绘制了控制器的PCB板。
接着针对控制器所肩负的控制任务，提出了完整的控制器算法，并最后用Simulink仿真验证了所提出的控制算法。
关键词：BLDC；CPLD；BLDC控制器；BLDC Simulink 仿真；Brushless DC motor (BLDC) is using electronic commutation device instead of mechanical commutation device of brush DC motor. BLDC’s speed performance has the characteristics of DC motors, and it is also has small volume, light weight, high efficiency and no excitation loss advantages. BLDC also has the advantages of AC motor, such as simple structure, reliable operation, convenient maintenance, etc…Therefore, BLDC had been using in the wide range fields of national economy, such as medical equipment, instrumentation, chemical, textile, household appliances and office automation.The control requirements of high reliability, such as fast response speed, high precision, small size. Based on MCU chip control system is generally difficult to realize this requirement. And, the cost of control system based on DSP chip is generally too high. However with all kinds of Brushless DC motor control method is becoming more and more mature, especially the large-scale field programmable gate array FPGA, CPLD appeared, provides the possibility to realize these requirements. This topic is proposed on the basis of this background.This paper presents a brushless DC motor controller based on CPLD .Focus on the analysis of the hardware controller and its working principle. And I have completed the design of PCB controller. According to the control task the controller had, a controller algorithm was proposed. And finally, using Simulink simulation verified that the proposed control algorithm.Key words: BLDC;BLDC controller;BLDC Simulink simulation;目录摘要Abstract第1章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状和发展趋势 (1)无刷直流电机简介 (1)无刷直流电机的控制技术 (3)1.2.3无刷直流电机控制技术的发展趋势 (6)1.3本文的研究内容 (7)第2章控制器硬件电路设计 (9)2.1电路的总体结构 (9)2.2各模块解析......................................................................................... 错误!未定义书签。
全桥驱动电路参数
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。
IR2110驱动芯片在光伏逆变电路中的设计应用_任耀东
如图 1 所示引 脚 1 和 7 是两 路 独 立的 输 出 ， 分别 是 LO
收 稿 日 期 ：2013-02-27
稿 件 编 号 ：201302107
图 2 驱动设计电路 Fig. 2 Design of drive circuit
作者简介：任耀东（1985—），男，山西汾阳人，硕士研究生。 研究方向：太阳能光伏逆变。
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计 工 程 ，2012，20（8）：15-19． REN Jun-yuan． Analysis of differential mono stable flip-flop with multisim[J]． Electronic Design Engineering，2012，20 （8）：15-19． [5] 任骏原． 用Multisim仿真软件分析触发器的状态变化过程[J]． 实 验 科 学 与 技 术 ，2011，9（1）：53-56． REN Jun-yuan． The state transition analyzing of flip-flop by multisim[J]． Experiment Science & Technology，2011，9 （1）： 53-56． [6] 任 骏 原 ． 74LS161 异 步 置 零 法 构 成 任 意 进 制 计 数 器 的 Multisim仿真[J]． 电子设计工程，2011，19（14）:135-137． REN Jun-yuan. Multisim simulation for Modulo -N counter
IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项
IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项应用设计：1.电路连接：将IR2181S的低端输出端（LO）和高端输出端（HO）依次连接到全桥电路的低端MOSFET和高端MOSFET的驱动引脚上。
同时将IR2181S的低端输入端（LIN）和高端输入端（HIN）连接到控制信号源（如微控制器）的输出引脚上。
2.供电：IR2181S需要供电电压（VCC）和逻辑电压（VDD）的输入。
应根据具体的应用要求提供稳定且适当的电源电压。
此外，还要注意保持VCC和VDD之间的幅度差在允许的范围内。
3.继电器电磁干扰（EMI）：为了减少继电器开关时产生的EMI，可以在IR2181S的电源端和VCC和GND之间串联电阻和电容来降低噪声。
4.输入信号滤波：可以使用抗干扰滤波电路来滤除输入信号中的高频噪声干扰。
注意事项：1.电源电压：IR2181S的正常工作电源电压范围是10V至20V。
电源电压超出此范围可能会导致芯片损坏或性能下降。
2.逻辑电平：IR2181S的逻辑输入电平为5V，逻辑低电平为0V至1.5V，逻辑高电平为3.5V至5V。
超出这个范围可能导致意外的输出。
3.电流容量：IR2181S具有较高的电流驱动能力，但需要注意功率开关器件的电流容量。
应该选择合适的功率开关器件以匹配IR2181S的驱动能力，避免电流过大或过小。
4.温度：IR2181S的工作温度范围为-40°C至125°C。
在设计电路时应确保芯片的温度不会超出这个范围，以保证正常运行和寿命。
总结：在全桥电路中，IR2181S是一种重要的半桥驱动器芯片，用于控制和驱动功率开关器件。
在应用设计中，需要正确连接电路，提供适当稳定的电源电压，并注意信号滤波和电磁干扰的处理。
同时，要遵守芯片的工作电压、逻辑电平和温度范围，以确保芯片正常工作和高可靠性。
有针对性地应用和注意上述设计和注意事项，能够提高全桥电路的效率和稳定性。
基于IR21844的电机驱动控制系统
基于IR21844的电机驱动控制系统引言电动机应用的日益广泛，使其驱动控制的研究也越来越成为人们研究的热点。
随着功率VMOS 器件以及绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的广泛运用，更多场合使用VMOS 器件或IGBT 器件组成桥式电路，例如开关电源半桥变换器或全桥变换器、直流无刷电机的桥式驱动电路、步进电机驱动电路，以及逆变器的逆变电路。
IR(Inter―national Rectifier)公司提供了多种桥式驱动集成电路芯片，本文介绍了IR21844 功率驱动集成芯片在直流无刷电机的桥式驱动电路中的应用。
该芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块，在芯片中采用了高度集成的电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求，同时提高了驱动电路的可靠性。
尤其是上管采用外部自举电容上电，使得驱动电源数目较其他IC 驱动大大减少。
对于典型的6 管构成的三相桥式逆变器，采用3 片IR21844 驱动3 个桥臂，仅需1 路10～20V 电源。
这样，在工程上大大减少了控制变压器的体积和电源数目，降低了产品成本，提高了系统可靠性。
1 IR21844 主要特点及技术参数IR21844 集成驱动芯片与目前应用的集成驱动芯片相比，具有以下特点：◆该芯片为标准14引脚单片式结构，图1 为其引脚分布图；◆设有悬浮截获电源可自举运行，其高端工作电压最高达600 V，抗du／dt 干扰能力为50 V／ns，15 V 时静态功耗为1．6 W；◆输出栅极驱动电压范围较宽，为10～20 V；◆IR21844 采用CMOS 工艺制作，逻辑电路和功率电路共用一个电源，电压范围为10～20 V，适应TTL 或CMOS 逻辑信号输入；◆采用CMOS 施密特触发输入，以提高电路抗干扰能力；◆具有独立的高端和低端2 个输出通道，两路通道均带有滞后欠压锁定功能；◆容许逻辑电路参考地(VSS)与功率电路参考地(COM)之间有一5～+5 V 的偏移量；◆死区时间可调。
AUIRS2117S／118S：高侧驱动器
Ｌ３２ ： Ｔ ０ ２低压 差线 性 稳 压 器
Ｌｎ ａ 推 出 １ 低压差线性稳压器 （ Ｌ ｉｅ ｒ Ａ Ｖ ＤＯ ） Ｔ ０ ２， Ｌ３２
片温度在 安全工作范围内。 匿团圈
Ｄｉ ｏｄｅｓ ｗｗｗ． ｏｄｅ ｃ ｄｉ ｓ． ｏｍ
该器 件具 有低至 ０９ 的输 入 电压 能 力和低 至 ０２ 的可 ．Ｖ ．Ｖ
Байду номын сангаас
电阻 。两个 器件都具有欠压 闭锁功能 ，并提供 电压范围在
Ｌ ３２ Ｔ ０ ２稳压器用低 Ｅ Ｒ、电容值低至 １ ｐ Ｓ ０ Ｆ的陶瓷
１Ｖ ０ 之间的栅极 ０ 至２Ｖ 驱动。 圈圃 匿
输出电 容器优化 稳定 性和瞬态响应。 匿回豳
Ｌｉ ｎｅａ ＷＷＷ ｎｅ ． ｍ 。 ｒ ． １ ａｒｃｏ ｃｎ ｉ
ｌ ２ ７ ＤＳ： Ｄ镇 流器 控 制 ｌ ＲＳ ５ ３ Ｈｌ Ｃ
电源管理
ＡＰ９ ２ ： Ｉ １高压 双输 入 充 电器 ２
Ｄｏ ｅ 公 司推 出 ＡＰ９ ２ 锂离 子 ／ ｉ ｓ ｄ Ｉ２ １ 聚合物 电池充 电器
Ｉ 推 出功 能齐 全 的 ＩＳ ５ ３ Ｓ高强 度气 体 放 电灯 Ｒ Ｒ ２７Ｄ
出还具有反向电流保护 。
火 、无法预热 和灯泡报废 等故障状况 ，还有灯点 火器和定
Ａ Ｉ２ １采用旁路 Ｌ Ｏ 稳压 器 ，能够 让主机 控制器 时器。 Ｐ９ ２ Ｄ 圈旺圈图 在检测到充 电器连接了不合规格 的 电源 电压 时安全保持充 Ｉ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅｒ ａｔＯｎａｌ Ｒｅｃ ｉｉ ｗｗｗ． ｆｃｏｍ ｔｆｅｒ ｉ． ｒ 电器关断 ，直至 连接到有效 电源后才重新运作 。该 器件具 有绝佳 的热 调节及保护功能 ，可 以降低充 电电流以确保芯
全桥驱动器IC及其应用
全桥驱动器IC及其应用
周立凯
【期刊名称】《世界产品与技术》
【年(卷),期】2003(000)009
【摘要】飞利浦公司在UBA2030T和UBA2032基础上,不久前又推出了
UBA2033型高频(HF)全桥驱动器IC。
该器件可以通过外部功率MOSFET驱动在全桥拓扑结构中的任何类型的负载,尤其适合于用作高强度放电(HID)灯的换向器。
【总页数】2页(P64-65)
【作者】周立凯
【作者单位】山东省临沂市电子仪表研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN492
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IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项
IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项<a rel='nofollow' onclick="doyoo.util.openChat();return false;"href="#">摘要: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一些参考。
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,所以在实际应用中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(LO1)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。
基于IR2103的步进电机全桥驱动电路设计
基于IR2103的步进电机全桥驱动电路设计申浩锋，高宁波【摘要】为了满足步进电机在特殊领域的应用要求，利用分离电路设计一种全桥驱动电路。
以IRF520为功率放大器件、IR2103为栅极驱动芯片，通过采样电阻和高精度运算放大器获得步进电机的相电流，从而得到步进电机的电流细分控制。
并给出全桥驱动电路，实现步进电机的高精度控制。
【期刊名称】微电机【年(卷),期】2016(049)010【总页数】5【关键词】IR2103；细分控制；全桥驱动0 引言为了满足某雷达伺服系统在低频状态下的运行特性，本文采用现场可编程逻辑门列阵(FPGA) [1-3]，设计基于电流细分驱动技术的二相混合式步进电机驱动器[4-5]。
其本质上是将通入电机绕组的电流由传统的矩形波电流变为正弦和余弦波电流，使电流在0和最大值之间有多个稳定的中间值[6-7]，这样定子磁场的旋转过程中也就出现了多个稳定的中间状态，对应的步进电机转子旋转的步数增多，步距角减小可有效克服了二相混合式步进电机细分驱动的低频振动、噪声大、高频失步和分辨率低等缺点，极大地提高步进电机的运行性能[8-9]。
但大多数参考文献都只给出理论图形或仿真波形，没有给出试验测试数据，特别是步进电机相电流实际数据波形，以及设定电流和实际电流比较波形。
本文通过调节采样电路滤波电容参数获得较小的相电流纹波，给出设定电流和实际电流波形。
本文应用半桥驱动芯片IR2103，设计全桥驱动电路。
主要是因为其连续工作状态稳定可靠，外围电路简单，功能容易实现，输出电流能够驱动后级MOSFET 管的通断，并且满足电磁干扰试验，有较强的抗干扰能力。
1 全桥驱动原理电流细分驱动的思想是通过对绕组电流的闭环控制使得电流的波形得到了很大的改善。
它的基本思想是通过比较设定电流和反馈电流的值来开通或关断功率管，当反馈电流低于设定电流时控制功率管开通使绕组电流上升，当反馈电流高于设定电流时则关断功率管，从而使绕组电流下降，周而复始。
IR2104 + IRF540 MOS电机驱动全桥 学习与实践过程
IR2104 + IRF540 MOS电机驱动全桥学习与实践过程使用L293或L298等全桥芯片来控制直流电机虽然简便而且成本低廉，但由于它们的内阻较大，在控制大电流的马达时芯片常常过热，导致系统的整体效率较低。
在电动车上，马达控制芯片的内阻过大会导致车子的加速度变小。
本人设想在暑假制作一个大的轮式或者履带式机器人，并且希望它能跑到公交车那么快，于是开始研究如何使用MOS管来控制更大电流的电机。
首先，本人参考了《大功率直流马达的驱动——ABU ROBOCON 2005比赛之动力方案》一文中的电路图（原文地址 /article.php?sid=192 ）按照这个原理图，我热转印制作了单个全桥的实验电路。
个别的电阻电容值有所变动。
上电并给予有效的持续高电平信号后发现电路不能驱动马达，而2104开始发烫，540没有任何反应。
于是更换2104，但仍出现同样的现象。
通过示波器检测发现，高端MOS没有被驱动，而低端MOS的G 端信号正常，因而桥没有被导通。
更换信号方向，另外半桥仍然出现相同的现象。
本人开始怀疑是BOOTSTRAP电容的问题，于是实验了不同的电容值。
但无论怎么变换，问题仍然没有被解决。
由于手头没有4148，使用了IN5819作为续流二极管，按道理5819只会比4148更好，不应该成为问题的原因。
由于手头2104只有6片，而所有的都上电并且发热过，于是重新购买了一批2104。
在这里感谢周顺同学，那天刚好他毕业考考好，帮我到科技京城买了2104。
更换2104后，电路工作正常。
周顺看了看我原来的2104，恍然大悟：原来的芯片是97年前的旧货。
马达欢快地转了起来。
由于540的内阻要比298小很多，马达的加速度明显提高，变向时电刷更是发出了闪亮的火星。
回到家后用示波器开始研究高端MOS的G端驱动电压波形。
发现在EN端为高的初期，高端MOS的驱动电压突然升至比VCC高10V。
此时强推动作用起效。
但随着时间的流逝，该电压逐渐衰减为VCC，MOS的导通程度越来越不完全。
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IR2181S驱动芯片在全桥电路中应用设计和注意事项
摘要: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一些参考。
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,所以在实际应用中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(LO1)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 上述电路中(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计)。
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。
上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: C。