来源：电子设计应用 作者：深圳市慧康医疗器械有限公司 王大贵 潘文胜

    摘 要：本文简述了pwm控制芯片sg3525a和高压驱动器ir2110的性能和结构特点，同时详细介绍了采用以sg3525a为核心器件的高频逆变电源设计。

    关键词：pwm；sg3525a；ir2110；高频逆变电源

    引言

    随着pwm技术在变频、逆变频等领域的运用越来越广泛，以及igbt、powermosfet等功率性开关器件的快速发展，使得pwm控制的高压大功率电源向着小型化、高频化、智能化、高效率方向发展。

    本文采用电压脉宽型pwm控制芯片sg3525a，以及高压悬浮驱动器ir2110，用功率开关器件igbt模块方案实现高频逆变电源。另外，用单片机控制技术对此电源进行控制，使整个系统结构简单，并实现了系统的数字智能化。

    sg3525a性能和结构

    sg3525a是电压型pwm集成控制器，外接元 器件少，性能好，包括开关稳压所需的全部控制电路。其主要特性包括：外同步、软启动功能；死区调节、欠压锁定功能；误差放大以及关闭输出驱动 信号等功能；输出级采用推挽式电路结构，关断速度快，输出电流±400ma；可提供精密度为5v±1%的基准电压；开关频率范围100hz~400khz。

    其内部结构主要包括基准电压源、欠压锁定电路、锯齿波振荡器、误差放大器等，如图1所示。

    图1 sg3525a内部框图及引脚功能

    ir2110性能和结构

    ir2110是美国ir公司生产的高压、高速pmosfet和igbt的理想驱动器。该芯片采用hvic和闩锁抗干扰制造工艺，集成dip、soic封装。其主要特性包括：悬浮通道电源采用自举电路，其电压最高可达500v；功率器件栅极驱动电压范围10v~20v；输出电流峰值为2a; 逻辑电源范围5v~20v，而且逻辑电源地和功率地之间允许+5v的偏移量；带有下拉电阻的coms施密特输入端，可以方便地与lsttl和cmos电平匹配；独立的低端和高端输入通道，具有欠电压同时锁定两通道功能; 两通道的匹配延时为10ns；开关通断延时小，分别为120ns和90ns;工作频率达500khz。

    其内部结构主要包括逻辑输入，电平转换及输出保护等，如图2所示。

    图2 ir2110内部框图及引脚功能

    设计原理

    高压侧悬浮驱动的自举原理

    ir2110用于驱动半桥的电路如图3所示。图中c1、vd1分别为自举电容和二极管，c2为vcc的滤波电容。假定在s1关断期间，c1已充到足够的电压vc1≈vcc。当hin为高电平时，vm1开通，vm2关断，vc1加到s1的门极和发射极之间，c1通过vm1、rg1和s1门极栅极电容cgc1放电，cgc1被充电。此时vc1可等效为一个电压源。当hin为低电平时，vm2开通，vm1断开，s1栅极电荷经rg1、vm2迅速释放，s1关断。经短暂的死区时间(td)之后，lin为高电平，s2开通，vcc经vd1、s2给c1充电，迅速为c1补充能量。如此循环反复。

    图3 驱动半桥自举电路

    自举元件设计

    自举二极管(vd1)和电容(c1)是ir2110在pwm应用时需要严格挑选和设计的元器件，应根据一定的规则对其进行调整，使电路工作在最佳状态。

    在工程应用中，取自举电容c1>2qg/(vcc-10-1.5)。式中，qg为igbt门极提供的栅电荷。假定自举电容充电路径上有1.5v的压降(包括vd1的正向