1、1 第第 5353 讲讲 项目项目7 7 典型调速系统典型调速系统 任务任务19 19 典型交流调速系统典型交流调速系统 情景情景4 4 IR22332233驱动的三相驱动的三相IGBT逆变电路逆变电路 教学目标教学目标 1 1、熟悉、熟悉IR22332233的主要性能和内部结构的主要性能和内部结构 2 2、掌握、掌握IR22332233驱动的三相驱动的三相IGBT逆变电路逆变电路 教学重点教学重点 IR22332233的主要性能和内部结构的主要性能和内部结构 教学难点教学难点 IR22332233驱动的三相驱动的三相IGBT逆变电路逆变电路 教学方法教学方法 探究式、演示、情境交融、启发互动
2、式教学法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法 教学手段教学手段 多媒体教学、动画演示教学多媒体教学、动画演示教学 作业布置作业布置 作业题作业题7 7-7 7 2 教学过程：教学过程：项目项目7 7 典型调速系统典型调速系统 任务任务19 19 典型交流调速系统典型交流调速系统 情景情景4 4 IR2233IR2233驱动的三相驱动的三相IGBTIGBT逆变电路逆变电路 IR2233IR2233（包括（包括IR2133/IR2135/IR2235IR2133/IR2135/IR2235）系列驱动芯片内部集成）系列驱动芯片内部集成 了互相独立的了互相独立的3 3组半桥驱动电路，有多种保护电路
3、，可直接驱动高组半桥驱动电路，有多种保护电路，可直接驱动高 压、高速度的功率半导体。压、高速度的功率半导体。1 1、IR2233IR2233的主要性能的主要性能 （1 1）封装形式）封装形式 IR2233IR2233的封装有的封装有2828脚脚DIPDIP、4444脚脚PLCCPLCC和和2828脚脚SOICSOIC三种形式，后三种形式，后 两种用于表面贴装。两种用于表面贴装。2828脚脚DIPDIP形式封装如图形式封装如图7 7-4040所示，各管脚的功能如表所示，各管脚的功能如表7 7-2 2所示。所示。3 图图7 7-40 IR223340 IR2233的引脚排列图的引脚排列图 表表7
4、7-2 IR22332 IR2233的管脚的功能说明的管脚的功能说明 4 （2 2）主要参数）主要参数 IR2233IR2233的主要特性参数如表的主要特性参数如表7 7-3 3所示。表中的参数测试条件为：所示。表中的参数测试条件为：V VBIASBIAS（V VCCCC、V VB1B1、2 2、3 315V15V，V VS1S1、2 2、3 3=V=VSSSS），），T TA A=25=25，静态，静态V VININ、V VTHTH和和 I IININ参数的参考点均为参数的参考点均为V VSSSS，V VO O和和I IO O参数点为参数点为V VSSSS和和V VS1S1、2 2、3 3，
5、而动态时，而动态时 的负载电容值为的负载电容值为100pF100pF。2 2、内部结构、内部结构 IR2233IR2233内部电路功能框图如图内部电路功能框图如图7 7-4141所示。所示。IR2233IR2233芯片由输入控制逻辑、欠压保护、电流保护、故障逻芯片由输入控制逻辑、欠压保护、电流保护、故障逻辑、辑、电流检测及放大和输出驱动等构成。电流检测及放大和输出驱动等构成。IR2233IR2233的输入信号与的输入信号与5V CMOS5V CMOS或或LSTTLLSTTL电路输出信号相兼容，电路输出信号相兼容，其其 高电平高电平V VH H为为2.2V2.2V，低电平，低电平V VL L为为
6、0.8V0.8V。为防止噪声干扰，输入电路还。为防止噪声干扰，输入电路还 设计了设计了310ns310ns的输入滤波电路。的输入滤波电路。5 当六路输入中的一路为低电平时，其相对应的驱动输出为高当六路输入中的一路为低电平时，其相对应的驱动输出为高电电 平。另外，芯片中的输入控制逻辑电路还为同一桥臂的高端和低平。另外，芯片中的输入控制逻辑电路还为同一桥臂的高端和低端端 提供了死区时间，以避免同一桥臂上的被驱动功率元件在开关转提供了死区时间，以避免同一桥臂上的被驱动功率元件在开关转换换 过渡期间发生同时导通。过渡期间发生同时导通。如果同一桥臂的高端和低端输入信号同时为低电平，则输入如果同一桥臂的高
7、端和低端输入信号同时为低电平，则输入控控 制逻辑电路可关闭同一桥臂的高端和低端驱动输出。制逻辑电路可关闭同一桥臂的高端和低端驱动输出。图图7 7-41 IR223341 IR2233内部电路功能框图内部电路功能框图 6 3 3、IR2233IR2233驱动的三相驱动的三相IGBTIGBT逆变电路逆变电路 IR2233IR2233驱动的三相驱动的三相IGBTIGBT逆变电路如图逆变电路如图7 7-4242所示。所示。图图7 7-42 IR223342 IR2233驱动的三相驱动的三相IGBTIGBT逆变电路逆变电路 7 （1 1）电路原理）电路原理 该电路能将直流电压该电路能将直流电压+DC+D
8、C逆变为三相交流输出电压（逆变为三相交流输出电压（U U、V V、W W）。）。直流电压直流电压+DC+DC来自三相桥式整流电路，交流最大输入电压来自三相桥式整流电路，交流最大输入电压460V460V。逆变电路功率元件使用耐压为逆变电路功率元件使用耐压为1200V1200V的的IGBTIGBT元件元件IRGPH50KD2IRGPH50KD2。驱动电路使用驱动电路使用1200V1200V的的IR2233IR2233，单电源，单电源+15V+15V供电电压经二极管供电电压经二极管 隔离后又分别作为其三路高端驱动输出的供电电源，电容隔离后又分别作为其三路高端驱动输出的供电电源，电容C1C1、C2C2
9、和和 C3C3分别为高端三路输出的供电电源的分别为高端三路输出的供电电源的自举电容自举电容。PWMPWM控制电路为逆变器提供六路控制信号、控制电路为逆变器提供六路控制信号、SDSD信号以及信号以及FLTFLT-CLRCLR 控制信号。控制信号。图中图中R7R7为逆变器直流侧的为逆变器直流侧的电流检测电阻电流检测电阻，它可将电流，它可将电流I I转换为转换为 电压信号电压信号VsVs，并送入驱动芯片，并送入驱动芯片IR2233IR2233的过电流信号输入的过电流信号输入ITRIPITRIP端，端，如电流如电流I I过大，芯片将关闭其六路驱动输出。过大，芯片将关闭其六路驱动输出。同时将电压信号同时
10、将电压信号VsVs送到芯片送到芯片IR2233IR2233内部电流运算放大器的同内部电流运算放大器的同相相 输入输入CA+CA+端，并将放大器的输出电压端，并将放大器的输出电压VCAOVCAO送到送到PWMPWM控制电路。控制电路。电阻电阻R9R9和和R10R10可根据系统对过电流的要求来选取。可根据系统对过电流的要求来选取。8 （2 2）应用注意事项）应用注意事项 1 1）若要求驱动电路输出的正沿脉冲宽度较宽，则需加大自举）若要求驱动电路输出的正沿脉冲宽度较宽，则需加大自举 电容容量，否则将造成欠压保护电路工作。电容容量，否则将造成欠压保护电路工作。2 2）若驱动电路与被驱动的功率器件距离较
11、远，则连接线应使）若驱动电路与被驱动的功率器件距离较远，则连接线应使 用双绞线。用双绞线。3 3）驱动电路输出串接电阻一般应在）驱动电路输出串接电阻一般应在10103333，而对于小功率，而对于小功率 器件，应增到器件，应增到30305050。4 4）逆变器电路带轻载或低功率因数负载时，直流侧会出现反）逆变器电路带轻载或低功率因数负载时，直流侧会出现反 向电流，这时电流放大器输出会出现负值，若要避免这种现象，向电流，这时电流放大器输出会出现负值，若要避免这种现象，电电 流放大器可设计成流放大器可设计成带电压偏移的差分输入带电压偏移的差分输入形式。形式。5 5）为增强系统的抗扰能力，可使用高速光耦元件（如）为增强系统的抗扰能力，可使用高速光耦元件（如6N1366N136、TLP2531TLP2531等）将等）将PWMPWM控制电路与控制电路与IR2233IR2233驱动电路隔离，从而使控制驱动电路隔离，从而使控制电电 路和驱动电路的路和驱动电路的逻辑地相互独立逻辑地相互独立。