Потужний драйвер двигуна постійного струму з використанням IR2110; Особистий блог Олега Куткова

Для управління швидкістю та напрямком обертання двигуна постійного струму нам потрібен драйвер двигуна певного типу, однією з найпопулярніших схем є H-Bridge. Для низького струму та напруги ми можемо використовувати цілісні рішення, такі як L293D тощо. Але якщо нам потрібна більша потужність і надійність, нам доведеться побудувати спеціальний H-міст із використанням транзисторів Mosfet. Цей тип транзисторів вимагає ретельного і правильного керування самим собою. Одним з найпопулярніших інтегральних рішень для керування MOSFET є IR2110 від Infineon.
У цій статті ми обговоримо, як використовувати цю мікросхему для створення потужного драйвера двигуна постійного струму.

драйвер

IR2110 - це мікросхема високої напруги (до 500 В), яка підходить для керування різними типами MOSFET та IGBT. Цей пристрій містить як напівмостові драйвери, так і низькі, і високі.

Опис штифтів та інші параметри можна знайти в таблиці.

Ось типова схема

Це напівмостовий драйвер, а це означає ЗАВАНТАЖИТИ можна підключити штифт ЗАВАНТАЖЕННЯ або до AGND, залежно від стану вхідних штифтів УВІМКНУТИ HI і УВІМКНУТИ LO. Ці сигнали можуть бути статичною напругою логічних рівнів (3,3 - 5 вольт) або деякими імпульсними сигналами, такими як ШІМ.

Управління MOSFET Q2 дуже просте і не вимагає додаткових схем.
З Q1 все стає дещо складнішим, оскільки висновок ДЖЕРЕЛА цього транзистора плаває без прямого підключення до негативної лінії електроживлення.
Щоб мати можливість увімкнути цей транзистор, нам потрібно створити «віртуальну» нульову точку, і потрібна додаткова потужність.
Цю проблему можна вирішити за допомогою схеми завантаження.

Ви можете побачити діод D5 і два конденсатори С1 і С2. Коли низька сторона активна (Q2 відкрито), обидва конденсатори заряджаються через діод від джерела живлення IR2110 (зазвичай 12 В). Потім, коли висока сторона стає активною, ці конденсатори використовують для зарядки затвора Q1 і відкриття цього транзистора.
Значення C1 залежить від частоти перемикання та робочого циклу. Зазвичай це значення знаходиться в діапазоні 4,7 - 22 мікрофарадів.
Звичайно, існує формула, за допомогою якої можна розрахувати належне значення. Будь ласка, прочитайте цю примітку, якщо ви хочете дізнатись більше про плаваючі схеми та схеми завантаження.
Але також ви можете експериментально вибрати правильне значення конденсатора. Правильне значення гарантується, що конденсатор може розрядитися досить швидко, щоб закрити транзистор і зарядитися досить швидко, щоб досягти необхідного значення напруги. Краще використовувати танталові конденсатори, але електроліт також нормальний, але необхідний додатковий керамічний байпас.

Діоди D1 і D2 забезпечують швидкий розрядний контур, завдяки чому обидва транзистори можуть бути негайно закриті.