IR2132驱动器及其在三相逆变器中的应用

正常工作时，输入的6路驱动信号经输入信号处理器处理后变为6路输出脉冲，驱动下桥臂功率管的信号L1～L3经输出驱动器功放后，直接送往被驱动功率器件。而驱动上桥臂功率管的信号H1～H3先经集成于IR2132内部的3个脉冲处理器和电平移位器中的自举电路进行电位变换，变为3路电位悬浮的驱动脉冲，再经对应的3路输出锁存器锁存并经严格的驱动脉冲与否检验之后，送到输出驱动器进行功放后才加到被驱动的功率管。一旦外电流发生过流或直通，即电流检测单元送来的信号高于0．5 V时，则IR2132内部的电流比较器迅速翻转，促使故障逻辑单元输出低电平，一则封锁3路输入脉冲信号处理器的输出，使IR2132的输出全为低电平，保护功率管；同时IR2132的FAULT脚给出故障指示。同样，若发生IR2132的工作电源欠压，则欠压检测器迅速翻转，也会进行类似动作。发生故障后，IR2132内的故障逻辑单元的输出将保持故障闭锁状态。直到故障清除后，在信号输入端LINl～LIN3同时被输入高电平，才可以解除故障闭锁状态。

IR2132驱动上桥臂功率管的自举电源电压不足时，则该电路的驱动信号检测器迅速动作，封锁该路输出，避免功率器件因驱动信号不足而损坏。当逆变器同一桥臂上2个功率器件的输入信号同时为高电平，则IR2132输出的2路门极驱动信号全为低电平，从而可靠地避免桥臂直通现象发生。

3 采用IR2132的逆变器电路结构

3．1 控制电路

采用了一种新型的预制相位PWM波的数字控制方案，逆变器6个开关管的开关状态同某一调制比的SPWM脉冲相对应，其出发点是由一片EP-ROM来存储这6个开关管的开关状态，预置于EPROM内的由多种方式产生，常见的是先计算出来，对应于不同的基波频率，按一定规律算出相对应的脉宽，再转换成数值，存储在EPROM内，EPROM的输出与IR2132的HINl～HIN3，LINl～LIN3相连接。同一桥臂开关管之间相位互差120°，同桥臂上下开关互补导通且有死区。其SPWM波生成电路原理如图3所示。

3．2 驱动电路

采用IR2132芯片驱动逆变器功率管时，其基本主电路不需改变，仍可用典型的三相电压型逆变电路，为便于表示，图4中画出了IR2132驱动中1个桥臂的电路示意图。图中C1是自举电容，为上桥臂功率管驱动的悬浮电源存储能量，VD1的作用是防止上桥臂导通时的直流电压母线电压加到IR2132的电源上而使器件损坏，因此VD1应有足够的反向耐压，当然由于VD1与C1串联，为了满足主电路功率管开关频率的要求，VD1应选快速恢复二极管。R1和R2是IGBT的门极驱动电阻，一般可采用10到几十欧姆。R3和R4组成过流检测电路，其中R3是过流取样电阻，R4是作为分压用的可调电阻。IR2132的HINl～HIN3，LINl～LIN3作为功率管的输入驱动信号与SPWM波生成电路的EPROM连接。其容量取决于被驱动功率器件的开关频率、占空比以及充电回路电阻，必须保证电容充电到足够的电压，而放电时其两端电压不低于欠电压保护动作值，当被驱动的开关频率大于5 kHz时，该电容值不小于0．1μF，且以瓷片电容为好。

4 结语

采用IR2132器件实现单芯片电源供电的三相逆变器的驱动，只要合理地选择浮充电容，驱动电路工作十分可靠，它不仅使电路结构简单、可靠性提高，而且可以可靠地实现短路、过流、欠压和过压等故障保护。