由于本控制系统的负载较小而采用小功率的异步电机，希望工作在较高的载波频率下，

采用功率场效应管，即功率型 MOSFET，其输入阻抗高，为电压型驱动，因而驱动功率小，
驱动电路比较简单。目前用于驱动 MOSFET 的专用集成电路常用的有美国国际整流公司的

IR2110、IR2115、IR2130 芯片，本设计就是选用六输出高压栅极驱动的 IR2130 芯片。

IR2130 芯片是双列直插 28 脚的高性能功率 MOS 或 IGBT 驱动器。该电路基于自举驱

动方法，驱动信号延时为 ns 级，开关频率可从数十赫兹到数百赫兹。IR2130 具有六路输入
信号和六路输出信号，其中六路输出信号中三路具有电平转换功能，可直接驱动高压侧的功
率器件。该驱动器可与主电路共地运行，且只需一路控制电源，克服了常规驱动器需要多路
隔离电源的缺点，大大简化了硬件设计。

驱动信号电路及主电路图如图 3 所示。

HI1-

LI1-

HI2-

LI2-

LI3-

HI3-

FA-
ITI
CAO

LO3

VSS
VS0

CA-

1
0

0.051

5V/1W

VCC

GND

18VDC

220/1W

12V

100u

104

10u25V

14V

GND

104

VB1

VB2

VB3

HO1

HO3

HO2

VS1

VS2

VS3

LO1
LO2

1u35V

FR107

1N4148

220

10K

10N50

EXTINT

74HC240

PWM1

PWM6

PWM5

PWM4

PWM3

PWM2

IR2130

图 3 SPWM 的驱动电路及主电路

IR2130 的应用图中，高压侧通道能相对于功率地从 500V 浮动到－5V，高压侧的

MOSFET 的栅电荷由自举电容提供，自举电容在器件断态时通过自举二极管被 14V 充电。
三个自举二极管和电容要严格设计选用。对于 IR2130 的高压悬浮输出，自举电容上的电压
实际仅为 Vcc 电源电压，其电容值与 MOSFET 的栅极驱动要求和最大开通时间有关，由下
列限制所决定。

（1）MOSFET 所需的栅电荷。
（2）最长的导通时间。在最长的导通时间结束时，MOSFET 栅极上的电压必须足够高，

以保证器件充分导通。

自举二极管在高压侧 MOSFET 导通时，必须能够承受主电路的高电压，而且为了减小

在高压侧 MOSFET 导通时刻由自举电容反馈进主电路电源的电荷数量，该自举二极管的反
向恢复特性非常重要，必须是超快恢复二极管。

驱动电路采用二片施密特与非门电路芯片，通过逻辑运算，将三相 PWM 信号产生六个

互补的三相信号，作为 IR2130 的六个输入信号。

过电流检测电路由 0.051 欧姆的电阻作检测。当电流超过一定的限制值后，在电阻上产

生压降，经分压电阻分压后，输入引脚 ITI 的过电流保护端。一旦输入信号为高电平有效，
则封锁六个输出通道，同时通过引脚 FA 送出一故障信号给外部电路，实现在过流情况下，
通过封锁驱动信号达到保护 MOSFET 的目的。

5.由 8XC196MC 产生 SPWM