高性能功率集成电路IR2233简介

1.IR2233的引脚功能

图4-31所示为28脚DIP封装的IR2233排列图。引脚功能见表4-14。

表4-14 IR2233/IR2235引脚功能

2.IR2233的工作原理

IR2233的内部由输入控制逻辑、欠电压保护、电流故障保护、故障逻辑、电流检测及放大和输出驱动等电路构成。IR2233的输入信号与5V的CMOS或LSTTL电路输出信号相兼容，其高电平V_IH为2.2V，低电平V_IL为0.8V。为防止噪声干扰，输入电路还设计了310ns的输入滤波电路。当六路输入中的一路为低电平时，其相对应的驱动输出为高电平。另外，芯片中的输入控制逻辑电路还为同一桥臂的高端和低端提供了死区时间，以避免同一桥臂上的被驱动功率元件在开关转换过渡期间发生同时导通。如果同一桥臂的高端和低端输入信号同时为低电平，则输入控制逻辑电路可关闭同一桥臂的高端和低端驱动输出。

图4-31 28脚DIP封装的IR2233/IR2235排列图

正常工作时，当外部电路不发生过电流、直通故障，且IR2233的工作电源正常，封锁信号（SD）无效时，从处理器输出的六路脉冲信号经芯片的三个输入信号处理器处理后，将变成六路输出驱动脉冲，以对应驱动三路低压侧的IGBT信号，然后经三路输出驱动器功率放大后直接送往被驱动的IGBT。另外三路高压侧驱动信号经内部脉冲处理和电平移位器中的自举电路进行电位转换，变为三路电位悬浮的驱动脉冲，再经对应的三路输出锁存器锁存，同时经驱动脉冲欠压检验后，送到输出功率放大器放大后输出到被驱动的IGBT。IR2233的故障状态包括以下3点：

1）当外电路发生过流或短路时，IR2233内部比较器翻转，促使引脚变为低电平，封锁驱动信号输出，保护功率器件。

2）若IR2233工作电源欠压，则欠压检测器迅速翻转，以封锁功率驱动输出。(www.xing528.com)

3）若IR2233因外在因素导致高压侧的某路自举电源电压不足时，该路信号检测器迅速动作，封锁该路输出，保护IGBT不因驱动信号幅值不足而损坏。

3.IR2233的应用电路

IR2233的应用电路如图4-32所示。此电路可将直流电压逆变为三相交流输出电压。交流最大输出电压为460V。该逆变电路中的功率元件使用耐压为1200V的IGBT。驱动电路用单电源+15V供电，电压经自举二极管（VD1、VD2、VD3）隔离后又分别作为其三路高端驱动输出的供电电源，电容C₁、C₂和C₃分别为高端三路输出的供电电源的自举电容。PWM控制电路为逆变器提供六路控制信号、SD信号以及FLT-CLR控制信号。在图4-32所示电路中，R_SENSE为逆变器直流侧的电流检测电阻，它可将电流I转换为电压信号V_S送入驱动芯片IR2233的过电流信号输入端ITRIP，如电流I过大，IR2233将关闭六路驱动输出。同时将电压信号V_S送到芯片IR2233内部电流运算放大器的同相输入CA+端，同时将放大器的输出电压送到PWM控制电路。电阻R₉和R₁₀可根据系统对过电流的要求来选取。利用IR2233设计的逆变器时应注意以下几点：

1）若要求驱动电路输出的正沿脉冲宽度较宽，则必须加大自举电容容量，否则会造成欠电压保护电路工作。

2）若驱动电路与被驱动的功率器件距离较远，则连接线应使用双绞线。

图4-32 IR2233的应用电路

3）驱动电路输出串接电阻一般应在10～33Ω，而对于小功率器件，串接电阻应该增加到30～50Ω。

4）逆变器电路带轻负载或低功率因数负载时，直流侧会出现反向电流，这时电流放大器输出会出现负值，为避免发生这种现象，电流放大器可设计成带电压偏移的差分输入形式。

5）为了增强系统的抗干扰能力，可使用高速光耦合器如6N136、TLP2531等元件将控制部分（如上述的PWM控制电路）与由IR2233构成的驱动电路隔离，这样可使控制电路的逻辑地和驱动电路的逻辑地相互独立。