IR2175數(shù)據(jù)手冊中文版

1、IR2175(S)&(PbF) 線性電流感應(yīng)IC數(shù)據(jù)手冊 NO. PD60208 Rev.E產(chǎn)品摘要：Voffset 最大600VIqbs 2mAVin 最大+/-260mV溫漂增益 20ppm/fo 130KHz過流信號延遲 2usec過流保護電平 +/-260mV特點Floating通道最大電壓600V單片集成通過分流電阻進行線性電流反饋直接數(shù)字輸出、接口簡單低IQBS，允許自舉電路供電獨立過流保護信號高共?？乖胍舴庋b輸入過壓保護（IGBT短路電流）漏極開路輸出無鉛制程描述IR2175是專為電機驅(qū)動設(shè)計的單片電流感應(yīng)IC。它通過外接分流電阻測量電機相電流，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，

2、并把該信號輸送到低邊。IR的高壓隔離專利技術(shù)可以處理高帶寬的信號。輸出離散PWM而不需A/D輸入接口。過流信號可以使IGBT短路保護。漏極開路輸出適應(yīng)3.3V到15V電壓。模塊圖2 / 13極限額定值 超過極限額定值可能發(fā)生錯誤或者損壞，所有的電壓參數(shù)是以COM為參考的絕對數(shù)值。所有電流值定義為正值。熱阻和功耗是在空氣靜止的環(huán)境下在電路板上測得的。符號定義最小值最大值單位VS 高邊偏移電壓 -0.3 600 VVBS 高邊浮動供電電壓 -0.3 25 VCC 低邊和邏輯電源電壓 -0.3 25 VIN VIN+和VS之間的最大輸入電壓 -5 5 VPO 數(shù)字PWM輸出電壓COM -0.3 VC

3、C +0.3 VOC 過流信號輸出電壓COM -0.3 VCC +0.3 dV/dt 容許偏移電壓slew rate 50 V/ns PD 功耗（TA +25）8 lead SOIC .625W 8 lead PDIP 1.0 RthJA 結(jié)殼熱阻 8 lead SOIC 200/W8 lead PDIP 125 TJ 節(jié)溫 150 TS 存儲溫度-55 150 TL 鉛溫度(焊接, 10秒) 300 注意：使用自舉電路時VB和VS之間需要電容。使用時，VB和VS之間需要外部電源供電。推薦操作條件圖一為輸出邏輯時序。設(shè)備需工作在推薦操作條件下。符號定義最小值最大值單位VB 高邊浮動供電電壓VS

4、 +13.0 VS +20 VVS 高邊浮動偏移電壓0.3 600 VPO 數(shù)字PWM輸出電壓 COM VCC VOC 過流輸出電壓COM VCC VCC 低邊和邏輯電源電壓9.5 20 VIN VIN+和VS之間的輸入電壓-260 +260 mV TA 環(huán)境溫度-40 125 直流電氣特性除非特殊定義，VCC=VBS=15V，TA=25符號定義最小典型值最大單位測試條件VIN電壓輸入范圍 VIN+-VS-260260mVVOC+過流正輸入電壓260VOC-過流負(fù)輸入電壓260VOS輸入偏移電壓-10010VIN=0V (注釋1)VOS/TA輸入偏移電壓溫漂25µV/GGain (每

5、VIN的占空比)155160165%/V最大gain誤差=5%（注釋2）G/TAGain 溫漂20ppm/ILK偏移電源漏電流50µAVB= VS= 600VIQBS靜態(tài)VBS電流2mAVS= 0VIQCC靜態(tài)VCC電流0.5LIN線性度（與理論曲線的偏差）0.51%VLIN/TA線性度溫漂.005%/IOPO數(shù)字PWM輸出反向電流20mAVO= 1V2VO= 0.1VIOCCOC輸出反相電流10VO= 1V1VO= 0.1V注釋1：10mV對應(yīng)1.5%的占空比波動注釋2：Gain最大占空比最大輸入電壓交流電氣特性除非特殊定義，VCC=VBS=15V，TA=25符號定義最小典型值最大

6、單位測試條件fo 載波頻率輸出 100 130 180 kHz figure 1 f/TA 載波頻率溫漂 500 ppm/ VIN= 0 & 5V Dmin 最小占空比 9 % VIN+=-260mV, Dmax 最大占空比 91 % VIN+=+260mV BW fo 帶寬 15 kH z VIN+ = 100mVpk -pk sine wave, gain=-3dB PHS Phase shift at 1kHz -10 o VIN+ =100mVpk-pk sine wavetdocOC延遲時間 1 2 twocOC低有效脈沖寬度 1.5 µsec 圖一 輸出波形時序提

7、示：同時測量PWM周期和PWM有效時間可以消除輸出載波頻率的溫漂。因為他們是同向波動的。在每一個周期計算它們的比值可以獲得消除溫漂的測量值。引腳定義符號 描述VCC 低邊邏輯供電電壓COM 低邊邏輯地VIN+ 正感應(yīng)輸入VB 高邊電源VS 高邊回路PO 數(shù)字PWM輸出OC 過流輸出 (負(fù)邏輯) N.C. 無連接引腳分布外形尺寸IR2175應(yīng)用指南 AN-10521 基本功能本段說明IR2175的基本操作.該IC把高邊的電機驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換到低邊。模擬輸入的電壓信號實際上是外接感應(yīng)電阻的壓降。這個電阻感應(yīng)電機相電流并產(chǎn)生一個很小的交流電壓信號。最大輸入信號為260mV。所以電阻應(yīng)選擇使電壓在260m

8、V以內(nèi)的值，使過流信號電壓達到260mV（如10A過流信號選擇26m電阻）。交流輸入信號通過IC轉(zhuǎn)換為PWM信號，高邊載波頻率為130KHz，然后降低PWM電平到低邊的參考電平。PO輸出是漏極開路輸出，操作電壓3.3V到15V。PO腳需上拉電阻接電源，該上拉電阻典型值為110K。有兩種方式處理IR2175的輸出信號：1、 用濾波器濾掉載波頻率輸出模擬信號2、 直接輸出數(shù)字信號，通過軟件算法計算電流第3、4段會詳細(xì)說明Vb和Vs之間的高邊浮動電壓由自舉電路產(chǎn)生，下一段詳細(xì)說明。Vbs電壓最小8V，推薦Vbs和Vcc電壓都在10V以上。2 自舉電路Vbs電壓是建立在Vs電壓之上（大部分是高頻方波）

9、。有幾種發(fā)法可以產(chǎn)生Vbs，一種是自舉電路，這個方法簡單廉價，但是有一些限制。占空比和開通時間限制自舉電路的充電（長開通時間和高占空比需要充電泵電路，參考AN978）自舉電路由二極管和電容組成，見數(shù)據(jù)手冊的模塊圖。電路工作方式如下。當(dāng)Vs被拉到地，自舉電容通過自舉二極管從15V Vcc充電。當(dāng)Vs被高邊拉高時，自舉二極管反偏。3 從輸出端獲得模擬信號略4 輸出信號的數(shù)字接口連接到DSP或者MCU的硬件電路簡單得多，大部分工作都由軟件算法來完成。而且，這種方法不會帶來濾波電路產(chǎn)生的錯誤信號。IR2175主要就是為這種數(shù)字應(yīng)用設(shè)計的。4.1 硬件接口PO為漏極開路輸出，可以從DSP和MCU的3.3

10、V或者5V電源接上拉電阻。見右圖。4.2 PWM信號的軟件解碼與DSP的典型應(yīng)用見DT99-8，這是一個TI TM320C240和IR2171/IR2172的硬件電路和軟件解決方案5 Vs引腳瞬態(tài)反向的處理注意：和門極驅(qū)動信號不同步，電流感應(yīng)IC需要自己的瞬態(tài)反向保護電路。和門極驅(qū)動信號不同，電流感應(yīng)IC是持續(xù)工作的，必須確保Vs引腳不產(chǎn)生反向。更多細(xì)節(jié)可以參考DT97-3。注意典型連接里面有一個com到Vs的二極管和一個在Vs和半橋中點之間的電阻，這兩個元件使Vs最多跌落com一個二極管壓降。這個二極管必須是快速恢復(fù)的，最好是小于100ns的1A二極管，電阻范圍1020Ohms。盡管這個Vs

11、和半橋中點之間的電阻在電流感應(yīng)回路中，但是不會影響電流感應(yīng)信號，因為這個電阻沒有電流流過。只有在transition發(fā)生時，才有持續(xù)時間很短的電流。由于有限的slew rate，IR2175的輸入端放大器會忽略這個短暫的信號。6 布局建議功率器件需減少寄生效應(yīng)。圖九為典型的半橋電路和雜散電感。每個雜散電感的連線需盡可能寬且短。IR2175的注意事項和那些門極驅(qū)動IC一樣，如圖10，退耦電容需盡可能貼近IC。V-和Vs得連線也要盡可能貼近IC以消除壓差。感應(yīng)電阻和V+連線盡可能短以減小噪音。圖11給出一個IR2175的布局實例。注意感測電阻和IC連接越短越有利于消除電流感應(yīng)信號的噪音。大電流走線盡量寬以消除電感。R2和D2組成的瞬態(tài)反向保護電路貼近IC以產(chǎn)生最大的效果。注意退耦電容需盡可能貼近IC的引腳。7 DV/DT 和對占空比的作用這也被叫做CMRR（共模抑制比）。高邊是浮動的但是沒有開關(guān)狀態(tài)（如Vs引腳電壓固定），將不會產(chǎn)生占空比抖動。然而在使用兩個IC測量三相電流中的兩相這個應(yīng)用中，Vs腳在地、近地、直流母線之間轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生一個dV/dt，對PO腳的輸出占空比會產(chǎn)生輕微抖動。直流母線300V時IR2175的抖動為2%，表一給出不同的母線電壓下，IR2171/2和IR2175的dV/dt。這個結(jié)果是從一個IR的伺服系統(tǒng)測得的。電機驅(qū)動電路中