IR2110驱动电路的优化设计

3．2 保护电路

IR2110自带保护功能，输入端SD可实现过电流保护控制功能，但在驱动大中功率IGBT管时应慎用，因为大电流下关断di／dt很大，控制及驱动电路屏蔽不好的情况下会产生很大的干扰信号，容易引起SD端保护误动作，在强感性大电流下关断驱动会导致直流母线上的高压毛刺，而IR2110允许的最高电压只有500 V，很可能使驱动模块失效而烧坏IGBT模块。因此这里重新设计保护电路，使其能更好保护封锁信号，如图3所示。

保护电路处理过流和欠压检测信号，完成过流保护和欠电压保护，整个保护电路的核心是LM555。

(1)过流保护电路 图3中，二极管VD3，电阻R14、R16、R15，电容C6，MOS管VQ4组成过流反馈电路，与R11、R12及稳压管VD2组成的参考电压相比较；R8、R9、R10、C4与MOS管VQ3组成阻断时间电路。当有信号输入时(IGBT导通)，MSURE信号为低电平，VQ4截止，C极的电压反馈到LM555的引脚6；当无信号输入时(IGBT截止)，VQ4导通，则LM555引脚6的电压为0 V。在IGBT导通期间，当VCE(C极相对于E极的电压)超过一定值时，V6E(LM555的引脚6相对于E极的电压)大于V5E(LM555的引脚5相对于E极的电压)，LM555引脚7输出为低电平，即OVC为低电平，启动过流保护，经阻断时间后恢复正常；否则，引脚7为门极开路，电路工作正常。

(2)欠压保护电路 该电路由图3中的电阻R5、R6、R7，晶体管VQ2及稳压管VD1组成。正常状态下，晶体管VQ2导通，LM555的RESET信号(引脚4)不起作用；当给定电压低到一定值时，LM555的引脚4为0 V，RESET信号起作用，使LM555处于复位状态，引脚7即OVC为低电平，保护电路启动。

3．3 负偏压电路

IR2110的另一不足是不能产生负偏压。在大功率IGBT驱动场合，各路驱动电源独立，集成驱动器一般都能产生负压，-5 V。用于增强IGBT关断的可靠性，防止由于密勒效应而造成误导通。IR2110器件内部虽不能产生负压，但可通过外加无源器件产生负压，如图4所示。

在上、下管驱动电路中均增加由电容和5 V稳压管组成的负压电路。其工作原理为：电源电压Vcc为20 V。在上电期间，电源通过R10为C11充电，C11保持5 V电压。LIN为高电平时，LO相对COM输出20 V的高电平，这时加在下管VG1的电压为15 V，IGBT正常导通。当LIN输入为低电平时，LO输出O V，此时VG1的电压为-5 V，实现关断时负压。同理，对于上管VG2，HIN输入高电平时，HO输出20 V，加在VG2的电压为15 V。当HIN为低电平时，HO输出0 V，VG2电压为-5 V。选择的C11，C12要大于IGBT栅极输入寄生电容Ciss。自举电容充电电路中的二极管VD4必须是快恢复二极管，以保证在有限时间内快速导通。

4 结论

通过对驱动模块IR2110的分析研究，在其驱动电路简单、可独立高端和低端输出驱动通道等基础上，针对其一些不足。设计实用性较强的优化驱动电路，使该模块在使用中能更有效地对IGBT进行驱动、控制和过流保护。