Sovellus harjaton DC-moottorikäytön piirissä
IR: n IR2110-siru on monoliittinen integroitu ohjainmoduuli kaksikanavaisille, porttikäyttöisille, suurjännitteisille suurnopeusjännitteille. Pienen koon, alhaisen hinnan, korkean integraation, nopean reagoinnin, korkean jännitteen ja voimakkaan ajokyvyn ansiosta tämä käynnistyskaapin integroitu piiri virtalähteille MOSFET ja IGBT on säädetty käyttöönoton jälkeen. Käytetään laajasti tehonsyöttökentillä, kuten nopeuden ja tehon muuntamisessa. IR2110 käyttää kehittynyttä bootstrap-piiriä ja tasonsiirtotekniikkaa, joka yksinkertaistaa suuresti teholaitteiden logiikkalaitteiden hallintavaatimuksia, jolloin jokainen MOSFET-pari (ylempi ja alempi) voi jakaa yhden IR2110: n ja kaikki IR2110-laitteet voivat jakaa itsenäisen virtalähteen. Tyypillisessä 3-putkisessa kolmivaiheisessa taajuusmuuttajassa voidaan käyttää kolmea IR2110-laitetta kolmen siltahaaran ohjaamiseen, mikä vaatii vain yhden 10 V: n ja 20 V: n virtalähteen. Tällä tavoin käyttöpiirin tilavuus ja teholähteiden lukumäärä vähenevät merkittävästi suunnittelussa, järjestelmän rakenne yksinkertaistuu ja järjestelmän luotettavuus paranee.
1. IR2110: n sisäinen rakenne ja toiminnalliset ominaisuudet
Kun tulo-logiikkasignaali HIN / LIN = 1, lähtösignaali HO / LO = 1, ohjaus MOSFET kytketään päälle; kun HIN / LIN = 0, HO / LO = 0, ohjaus MOSFET kytketään pois päältä ja sen SD-tuloa voidaan käyttää estämään tämä kaksisuuntainen asema. Jos nämä kaksi käyttöjännitettä ovat pienempiä kuin 8,3 V, ulostulosignaali estetään sirulla alijännitteen vuoksi. Lähtöportin käyttöjännite vaihtelee 10 V: stä 20 V: iin, ja sen tyypillinen muuntamisaika on: Ton = 120ns, Toff = 94ns. Tyypillinen kuollut aika on 10ns. Sisäänrakennettu umpiliuskapiiri estää MOS-laitteen sammutusviiveen aiheuttaman suoran käden johtamisen ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.
2, harjaton DC-moottorin käyttöpiiri
Pysyvä magneettivapaa DC-moottori on uuden tyyppinen moottori, joka on kehitetty kehittämällä korkean suorituskyvyn kestomagneettimateriaaleja, moottorinohjaustekniikkaa ja tehoelektroniikkateknologiaa. Siinä on yksinkertaisen rakenteen edut, luotettava toiminta, kätevä huolto ja pitkä käyttöikä. Lisäksi sillä on monia etuja, kuten korkean käyttötehokkuuden, herätyskadon ja DC-moottorin hyvän nopeuden säätelyn suorituskyvyn, ja niillä on myös suuritehoinen tiheys, alhainen nopeus ja suuri vääntömomentti. Sen soveltaminen on kasvanut nopeasti alkuperäisestä sotateollisuudesta ilmailu-, lääketieteelliseen, tieto-, kodinkone- ja teollisuusautomaatioon.
3, bootstrap-laitteen valinta
Harjattomassa DC-moottorin tehonsyöttöpiirissä alemman käsivarren kolmitievoimaa käyttävää putkea ohjaa IR2110-sirun sisäinen MOS-putki Vcc: llä (+ 15 V), ja kolmitievoiman putken porttikäyttöteho on varsi on ladattu ja tallennettu bootstrap-kondensaattorilla. Tajusi. Kuten kuviossa 3 on esitetty, C1 ja D1 ovat vastaavasti bootstrap-kondensaattorit ja diodit, ja C2 on Vcc: n suodatinkondensaattori. Oletetaan, että C1 on ladattu riittävään jännitteeseen (Vc1Vcc) Q1: n katkaisun aikana. Kun nastaa 10 (HIN) on korkea, Vc1 syötetään Q1: n portin ja lähteen väliin, C1 poistetaan Rg1- ja Q1-porttilähteen kondensaattorin Cge1 kautta ja Cge1 latautuu. Tällä hetkellä Vc1 voi olla sama kuin yksi. virtalähde. Kun pin 10 (HIN) on alhainen, Rg1, Dg1, Rx1 jne. Vapauttaa nopeasti Q1-portin latauksen ja Q1 on pois päältä. Lyhyen kuolleen ajan (td) jälkeen toinen IR2110 ohjaa Q2: ta kytkeytymään päälle, Vcc latautuu C1: llä D1: n ja Q2: n kautta ja täydentää nopeasti energiaa C1: lle siten, että silmukka toteuttaa toistuvasti bootstrap-ajon.
Jos kuormalla latautuu hitaasti C1, kun bootstrap-kondensaattorin C1 jännite on edelleen pienempi kuin 8,3 V, kun bootstrap-jännite on HIN = 1 yläpuolella, lähdön ohjaussignaali estetään alijännitteestä johtuvalla chip-logiikalla, ja Q1 ei toimi. Nostokondensaattorien valinta on erittäin tärkeää. Jos valitset väärin, se vahingoittaa sirua tai ei toimi oikein. Bootstrap-kondensaattorin kapasiteetti riippuu MOSFET-kytkentätaajuudesta, päälle- ja poiskytkentä- sykleistä ja porttivarausvirrasta. Koska harjattomalla DC-moottorikäyttöpiirillä on tehon MOSFET-putki, joka on kytketty päälle millä tahansa toimintavaiheella, ja järjestelmä ottaa käyttöön ylemmän varren PWM-modulaatiotilan, käynnistyskaapin kondensaattorin latausaika suhde käyttöpiiriin on järjestetty. Virtalähde kestää kauan, ja käynnistyskapselin kondensaattori on helppo ladata, joten on mahdollista valita suurempi kapasitanssiarvo. Tämä käyttöpiiri valitsee 1 uF elektrolyyttikondensaattorin.
Diodin D1 toiminta piirissä on estää liiallista jännitettä kääntämästä Vcc-päätelaitteeseen, kun Q1 on kytketty päälle sirun vahingoittamiseksi. IR2110-virtalähteeseen kytketyllä diodilla D1 on oltava käänteinen kestävyysjännite, joka on suurempi kuin ajetun tehon MOSFET huippu-väyläjännite. Diodin tulisi käyttää korkean taajuuden nopeaa palautusdiodia estääkseen käynnistyskaapin kondensaattorin molempien päiden purkautumisen. FR107, sen suurin käänteinen elpymisaika on 500ns, suurin taaksepäin kestävä jännite 1000V.
IR2110: n päällekytkentä- ja sammutusviiveet ovat pohjimmiltaan sovitettuja, ja käynnistyslähetyksen viiveaika on pidempi kuin sammutuslähetysviive 25 ns: llä, mikä takaa, että saman sillan tehoputki käsivarsi ei samanaikaisesti käynnisty käytön aikana, jolloin vältetään vikaantuminen. esiintyä. Turvallisuuden edelleen parantamiseksi tehoputki hidas päälle ja pois päältä, vastus Rg ja diodi Dg on vastaavasti kytketty sarjaan tehoputken porttiin. IR2110-käyttöpulssin nouseva reuna riippuu Rg: stä. Rg-arvon ei pitäisi olla liian suuri, jotta taajuusmuuttajan pulssin nouseva reuna ei ole jyrkkä, mutta sen ei pitäisi olla liian pieni, jotta käyttövirta olisi liian suuri IR2110: n vahingoittamiseksi.
4. Yhteenveto
Tässä artikkelissa on suunniteltu virrankulutinpiiriin IR2110 perustuva harjaton DC-moottorin tehon käyttöpiiri, ja vastaavat laitteet valitaan ja suunnitellaan. Piirillä on yksinkertaisen rakenteen, vakauden ja luotettavuuden ominaisuudet. Testausprototyypin tarkistaminen osoittaa, että tämä piirin toteutus on tehokas ja toteutettavissa.
