摘要：简要分析了uc3637双pwm控制器和ir2110的特点，工作原理。由uc3637和ir2110共同构建一种高压大功率小信号放大电路，并通过实验验证了其可行性。

关键词：小信号放大器；双脉宽调制；悬浮驱动；高压大功率

引言

现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或mos管的放大电路构成，其功率有限，不能把电路的功率做得很大。随着现代逆变技术的逐步成熟，尤其是spwm逆变技术，使信号波形能够很好地在输出端重现，并且可以做到高电压，大电流，大功率。spwm技术的实现方法有两种，一种是采用模拟集成电路完成正弦调制波与三角波载波的比较，产生spwm信号；另一种是采用数字方法。随着应用的深入和集成技术的发展，已商品化的专用集成电路（asic）和专用单片机（8x196/mc/md/mh）以及dsp，可以使控制电路结构简化，集成度高。由于数字芯片一般价格比较高，所以在此采用模拟集成电路。主电路采用全桥逆变结构，spwm波的产生采用uc3637双pwm控制芯片，并采用美国ir公司推出的高压浮动驱动集成模块ir2110，从而减小了装置的体积，降低了成本，提高了系统的可靠性。经本电路放大后，信号可达3kv，并保持了良好的输出波形。

图1

1 uc3637的原理与基本功能

uc3637的原理框图如图1所示。其内部包含有一个三角波振荡器，误差放大器，两个pwm比较器，输出控制门，逐个脉冲限流比较器等。

uc3637可单电源或双电源工作，工作电压范围±（2.5～20）v，特别有利于双极性调制；双路pwm信号，图腾柱输出，供出或吸收电流能力100ma；逐个脉冲限流；内藏线性良好的恒幅三角波振荡器；欠压封锁；有温度补偿；2.5v阈值控制。

uc3637最具特色的是三角波振荡器，三角波产生电路如图2所示。三角波参数按式（1）及式（2）计算。

is=[（+vth）-（-vs）]/rt （1）

f=is/{2ct[(+vth)-(-vth)]} （2）

式中：vth为三角波峰值的转折（阈值）电压；

vs为电源电压；

rt为定时电阻；

ct为定时电容；

is为恒流充电电流；

f为振荡频率。c3637具有一个高速、带宽为1mhz、输出低阻抗的误差放大器，既可以作为一般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放。uc3637实现其主要功能的就是两个pwm比较器，实现电路如图3所示。其他还有如欠压封锁，2.5v阈值控制等功能，这些功能在应用电路中也给予实现。

2 ir2110的结构与应用

ir2110的内部功能框图如图4所示。它由三个部分组成：逻辑输入，电平平移及输出保护。ir2110具有独立的低端和高端输入通道；悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达600v，在15v下静态功耗仅116mw；输出的电源端（脚3vcc，即功率器件的栅极驱动电压）电压范围10～20v；逻辑电源电压范围（脚9vdd）3.3～20v，可方便地与ttl或cmos电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5v的偏移量；工作频率高，可达100khz；开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns；图腾柱输出峰值电流为2a。

下面分析高压侧悬浮驱动的自举原理。

ir2110用于驱动半桥的电路如图5所示。图中c1及vd1分别为自举电容和二极管，c2为vcc的滤波电容。假定在s1关断期间c1已充到足够的电压（vc1≈vcc）。当脚10（hin）为高电平时vm1开通，vm2关断，vc1加到s1的门极和发射极之间，c1通过vm1，rg1和s1栅极－发射极电容cge1放电，cge1被充电。此时vc1可等效为一个电压源。当脚10（hin）为低电平时，vm2开通，vm1断开，s1栅电荷经rg1，vm2迅速释放，s1关断。经短暂的死区时间（td）之后，脚12（lin）为高电平,s2开通，vcc经vd1，s2给c1充电，迅速为c1补充能量。如此循环反复。

图4

ir2110的不足是