摘要:簡要分析了UC3637雙PWM控制器和IR2110的特點,工作原理。由UC3637和IR2110共同構建一種高壓大功率小信號放大電路,并通過實驗驗證了其可行性。
本文引用地址:關鍵詞:小信號放大器;雙脈寬調(diào)制;懸浮驅(qū)動;高壓大功率
0 引言
現(xiàn)有的很多小信號放大電路都是由晶體管或MOS管的放大電路構成,其功率有限,不能把電路的功率做得很大。隨著現(xiàn)代逆變技術的逐步成熟,尤其是SPWM逆變技術,使信號波形能夠很好地在輸出端重現(xiàn),并且可以做到高電壓,大電流,大功率。SPWM技術的實現(xiàn)方法有兩種,一種是采用模擬集成電路完成正弦調(diào)制波與三角波載波的比較,產(chǎn)生SPWM信號;另一種是采用數(shù)字方法。隨著應用的深入和集成技術的發(fā)展,已商品化的專用集成電路(ASIC)和專用單片機(8X196/MC/MD/MH)以及DSP,可以使控制電路結構簡化,集成度高。由于數(shù)字芯片一般價格比較高,所以在此采用模擬集成電路。主電路采用全橋逆變結構,SPWM波的產(chǎn)生采用UC3637雙PWM控制芯片,并采用美國IR公司推出的高壓浮動驅(qū)動集成模塊IR2110,從而減小了裝置的體積,降低了成本,提高了系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)本電路放大后,信號可達3kV,并保持了良好的輸出波形。
1 UC3637的原理與基本功能
UC3637的原理框圖如圖1所示。其內(nèi)部包含有一個三角波振蕩器,誤差放大器,兩個PWM比較器,輸出控制門,逐個脈沖限流比較器等。
圖1 UC3637原理框圖
UC3637可單電源或雙電源工作,工作電壓范圍±(2.5~20)V,特別有利于雙極性調(diào)制;雙路PWM信號,圖騰柱輸出,供出或吸收電流能力100mA;逐個脈沖限流;內(nèi)藏線性良好的恒幅三角波振蕩器;欠壓封鎖;有溫度補償;2.5V閾值控制。
UC3637最具特色的是三角波振蕩器,三角波產(chǎn)生電路如圖2所示。三角波參數(shù)按式(1)及式(2)計算。
Is=(1)
f=(2)
式中:VTH為三角波峰值的轉折(閾值)電壓;
Vs為電源電壓;
RT為定時電阻;
CT為定時電容;
Is為恒流充電電流;
f為振蕩頻率。
圖2 三角波產(chǎn)生電路
UC3637具有一個高速、帶寬為1MHz、輸出低阻抗的誤差放大器,既可以作為一般的快速運放,亦可作為反饋補償運放。UC3637實現(xiàn)其主要功能的就是兩個PWM比較器,實現(xiàn)電路如圖3所示。其他還有如欠壓封鎖,2.5V閾值控制等功能,這些功能在應用電路中也給予實現(xiàn)。
圖3 PWM產(chǎn)生電路
2 IR2110的結構與應用
IR2110的內(nèi)部功能框圖如圖4所示。它由三個部分組成:邏輯輸入,電平平移及輸出保護。
圖4 IR2110內(nèi)部功能框圖
IR2110具有獨立的低端和高端輸入通道;懸浮電源采用自舉電路,其高端工作電壓可達600V,在15V下靜態(tài)功耗僅116mW;輸出的電源端(腳3Vcc,即功率器件的柵極驅(qū)動電壓)電壓范圍10~20V;邏輯電源電壓范圍(腳9VDD)3.3~20V,可方便地與TTL或CMOS電平相匹配,而且邏輯電源地和功率地之間允許有±5V的偏移量;工作頻率高,可達100kHz;開通、關斷延遲小,分別為120ns和94ns;圖騰柱輸出峰值電流為2A。
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