含有负充电泵的IR2110驱动抗干扰电路设计

简介：
本项目专注于基于IR2110芯片构建的高可靠性驱动电路设计，特别融入了负充电泵技术以增强其在电磁干扰环境下的稳定性和性能表现。 在电力电子领域，IR2110因其高效集成和优越性能而被广泛应用于高压侧和低压侧MOSFET或IGBT的驱动中。然而，由于它内部无法产生负电压，在实现零电压关断IGBT时容易出现毛刺干扰，影响逆变器的工作稳定性。 这种毛刺干扰主要来源于两个方面：一是IGBT体寄生二极管在反向恢复过程中产生的电流变化；二是与之相关的米勒效应。当正向偏置的PN结突然转换为反向偏置状态时，内部积累电荷需要释放，导致CE间电压剧烈波动，并产生较大的dv/dt值。同时，栅源间的等效电容（Cgc）在栅极电压变化时会产生充电电流Ig，通过驱动芯片和外部电路形成回路并放大输入阻抗的变化，从而引发干扰。 为解决这些问题，文中提出了一种改进方案：引入负充电泵以提供必要的负电压给IR2110。这种方法可以在IGBT关断期间稳定栅极电压，并有效抑制毛刺干扰的产生。具体而言，在典型的零电压关断电路中加入一个能够生成负偏置电平的组件，可以确保驱动信号在不同工作条件下保持纯净度和稳定性。 实验结果表明，这种带负充电泵的新设计显著减少了IGBT关断时产生的毛刺干扰现象，并且提高了逆变器的整体运行可靠性。这一创新不仅弥补了IR2110原有架构中的短板，也为实际应用提供了更加完善的解决方案。 综上所述，该研究深入分析了零电压关断条件下导致的毛刺问题及其成因机制，并提出了有效的改进措施，成功解决了干扰难题并提升了逆变器系统的性能表现。这些成果对于优化电力电子设备驱动电路设计具有重要的参考价值。