IR2175数据手册中文版

1、IR2175(S)&(PbF) 线性电流感应IC数据手册 NO. PD60208 Rev.E产品摘要：Voffset 最大600VIqbs 2mAVin 最大+/-260mV温漂增益 20ppm/fo 130KHz过流信号延迟 2usec过流保护电平 +/-260mV特点Floating通道最大电压600V单片集成通过分流电阻进行线性电流反馈直接数字输出、接口简单低IQBS，允许自举电路供电独立过流保护信号高共模抗噪音封装输入过压保护（IGBT短路电流）漏极开路输出无铅制程描述IR2175是专为电机驱动设计的单片电流感应IC。它通过外接分流电阻测量电机相电流，把模拟信号转换为数字信号，

2、并把该信号输送到低边。IR的高压隔离专利技术可以处理高带宽的信号。输出离散PWM而不需A/D输入接口。过流信号可以使IGBT短路保护。漏极开路输出适应3.3V到15V电压。模块图2 / 13极限额定值 超过极限额定值可能发生错误或者损坏，所有的电压参数是以COM为参考的绝对数值。所有电流值定义为正值。热阻和功耗是在空气静止的环境下在电路板上测得的。符号定义最小值最大值单位VS 高边偏移电压 -0.3 600 VVBS 高边浮动供电电压 -0.3 25 VCC 低边和逻辑电源电压 -0.3 25 VIN VIN+和VS之间的最大输入电压 -5 5 VPO 数字PWM输出电压COM -0.3 VC

3、C +0.3 VOC 过流信号输出电压COM -0.3 VCC +0.3 dV/dt 容许偏移电压slew rate 50 V/ns PD 功耗（TA +25）8 lead SOIC .625W 8 lead PDIP 1.0 RthJA 结壳热阻 8 lead SOIC 200/W8 lead PDIP 125 TJ 节温 150 TS 存储温度-55 150 TL 铅温度(焊接, 10秒) 300 注意：使用自举电路时VB和VS之间需要电容。使用时，VB和VS之间需要外部电源供电。推荐操作条件图一为输出逻辑时序。设备需工作在推荐操作条件下。符号定义最小值最大值单位VB 高边浮动供电电压VS

4、 +13.0 VS +20 VVS 高边浮动偏移电压0.3 600 VPO 数字PWM输出电压 COM VCC VOC 过流输出电压COM VCC VCC 低边和逻辑电源电压9.5 20 VIN VIN+和VS之间的输入电压-260 +260 mV TA 环境温度-40 125 直流电气特性除非特殊定义，VCC=VBS=15V，TA=25符号定义最小典型值最大单位测试条件VIN电压输入范围 VIN+-VS-260260mVVOC+过流正输入电压260VOC-过流负输入电压260VOS输入偏移电压-10010VIN=0V (注释1)VOS/TA输入偏移电压温漂25µV/GGain (每

5、VIN的占空比)155160165%/V最大gain误差=5%（注释2）G/TAGain 温漂20ppm/ILK偏移电源漏电流50µAVB= VS= 600VIQBS静态VBS电流2mAVS= 0VIQCC静态VCC电流0.5LIN线性度（与理论曲线的偏差）0.51%VLIN/TA线性度温漂.005%/IOPO数字PWM输出反向电流20mAVO= 1V2VO= 0.1VIOCCOC输出反相电流10VO= 1V1VO= 0.1V注释1：10mV对应1.5%的占空比波动注释2：Gain最大占空比最大输入电压交流电气特性除非特殊定义，VCC=VBS=15V，TA=25符号定义最小典型值最大

6、单位测试条件fo 载波频率输出 100 130 180 kHz figure 1 f/TA 载波频率温漂 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 带宽 15 kH z VIN+ = 100mVpk -pk sine wave, gain=-3dB PHS Phase shift at 1kHz -10 o VIN+ =100mVpk-pk sine wavetdocOC延迟时间 1 2 twocOC低有效脉冲宽度 1.5 µsec 图一 输出波形时序提

7、示：同时测量PWM周期和PWM有效时间可以消除输出载波频率的温漂。因为他们是同向波动的。在每一个周期计算它们的比值可以获得消除温漂的测量值。引脚定义符号 描述VCC 低边逻辑供电电压COM 低边逻辑地VIN+ 正感应输入VB 高边电源VS 高边回路PO 数字PWM输出OC 过流输出 (负逻辑) N.C. 无连接引脚分布外形尺寸IR2175应用指南 AN-10521 基本功能本段说明IR2175的基本操作.该IC把高边的电机驱动电流转换到低边。模拟输入的电压信号实际上是外接感应电阻的压降。这个电阻感应电机相电流并产生一个很小的交流电压信号。最大输入信号为260mV。所以电阻应选择使电压在260m

8、V以内的值，使过流信号电压达到260mV（如10A过流信号选择26m电阻）。交流输入信号通过IC转换为PWM信号，高边载波频率为130KHz，然后降低PWM电平到低边的参考电平。PO输出是漏极开路输出，操作电压3.3V到15V。PO脚需上拉电阻接电源，该上拉电阻典型值为110K。有两种方式处理IR2175的输出信号：1、 用滤波器滤掉载波频率输出模拟信号2、 直接输出数字信号，通过软件算法计算电流第3、4段会详细说明Vb和Vs之间的高边浮动电压由自举电路产生，下一段详细说明。Vbs电压最小8V，推荐Vbs和Vcc电压都在10V以上。2 自举电路Vbs电压是建立在Vs电压之上（大部分是高频方波）

9、。有几种发法可以产生Vbs，一种是自举电路，这个方法简单廉价，但是有一些限制。占空比和开通时间限制自举电路的充电（长开通时间和高占空比需要充电泵电路，参考AN978）自举电路由二极管和电容组成，见数据手册的模块图。电路工作方式如下。当Vs被拉到地，自举电容通过自举二极管从15V Vcc充电。当Vs被高边拉高时，自举二极管反偏。3 从输出端获得模拟信号略4 输出信号的数字接口连接到DSP或者MCU的硬件电路简单得多，大部分工作都由软件算法来完成。而且，这种方法不会带来滤波电路产生的错误信号。IR2175主要就是为这种数字应用设计的。4.1 硬件接口PO为漏极开路输出，可以从DSP和MCU的3.3

10、V或者5V电源接上拉电阻。见右图。4.2 PWM信号的软件解码与DSP的典型应用见DT99-8，这是一个TI TM320C240和IR2171/IR2172的硬件电路和软件解决方案5 Vs引脚瞬态反向的处理注意：和门极驱动信号不同步，电流感应IC需要自己的瞬态反向保护电路。和门极驱动信号不同，电流感应IC是持续工作的，必须确保Vs引脚不产生反向。更多细节可以参考DT97-3。注意典型连接里面有一个com到Vs的二极管和一个在Vs和半桥中点之间的电阻，这两个元件使Vs最多跌落com一个二极管压降。这个二极管必须是快速恢复的，最好是小于100ns的1A二极管，电阻范围1020Ohms。尽管这个Vs

11、和半桥中点之间的电阻在电流感应回路中，但是不会影响电流感应信号，因为这个电阻没有电流流过。只有在transition发生时，才有持续时间很短的电流。由于有限的slew rate，IR2175的输入端放大器会忽略这个短暂的信号。6 布局建议功率器件需减少寄生效应。图九为典型的半桥电路和杂散电感。每个杂散电感的连线需尽可能宽且短。IR2175的注意事项和那些门极驱动IC一样，如图10，退耦电容需尽可能贴近IC。V-和Vs得连线也要尽可能贴近IC以消除压差。感应电阻和V+连线尽可能短以减小噪音。图11给出一个IR2175的布局实例。注意感测电阻和IC连接越短越有利于消除电流感应信号的噪音。大电流走线尽量宽以消除电感。R2和D2组成的瞬态反向保护电路贴近IC以产生最大的效果。注意退耦电容需尽可能贴近IC的引脚。7 DV/DT 和对占空比的作用这也被叫做CMRR（共模抑制比）。高边是浮动的但是没有开关状态（如Vs引脚电压固定），将不会产生占空比抖动。然而在使用两个IC测量三相电流中的两相这个应用中，Vs脚在地、近地、直流母线之间转换，每次转换会产生一个dV/dt，对PO脚的输出占空比会产生轻微抖动。直流母线300V时IR2175的抖动为2%，表一给出不同的母线电压下，IR2171/2和IR2175的dV/dt。这个结果是从一个IR的伺服系统测得的。电机驱动电路中