IR2110: Ein umfassender Leitfaden zu MOSFET- und IGBT -Gate -Treibern mit hoher Leistung
Katalog
IR2110 ist ein hochleistungsfähiger MOSFET- und IGBT-Dedicated Gate Drive Integrated Circuit entwickelt und stellt um 1990 von American International Gleichrichter Company mit seiner einzigartigen Hochspannungs-Integrierten Circuit und türfreien CMOS-Technologie auf den Markt.Es wurde häufig in Leistungsantriebsfeldern wie Leistungsumwandlung und Motordrehzahlregulierung eingesetzt.Im Folgenden werden wir die Eigenschaften, Funktionen, das Arbeitsprinzip und die Anwendungen von IR2110 im Detail einführen.
IR2110 Beschreibung
IR2110 ist ein monolithisches integriertes Treibermodul, das Dual-Kanal-, Gate-Treiber-, Hochspannungs- und Hochgeschwindigkeits-Leistungsgeräte integriert.Aufgrund seiner geringen Größe, der geringen Kosten, seiner hohen Integration, seiner schnellen Reaktion, der Spannung mit hoher Verzerrung und einer starken Fahrkapazität wurde diese Art von Bootstrap -integrierten Schaltkreis seit seiner Einführung in der Motorgeschwindigkeitsregulation, der Leistungsumwandlung und anderen Leistungsanwendungen häufig eingesetzt.Auf dem Gebiet des Fahrens eignet es sich besonders zum Fahren von MOSFET und IGBT.IR2110 verwendet fortschrittliche Bootstrap Circuit- und Level Conversion -Technologie, die die Steueranforderungen von Stromversorgungsgeräten durch Logikschaltungen erheblich vereinfacht und jedem MOSFET -Paar (oberen und unteren Transistoren) ein IR2110 -Teilen ermöglicht, und alle IR2110s können eine unabhängige Stromversorgung teilen.Für einen typischen Drei-Phasen-Brückenwechselrichter, der aus 6 Röhrchen besteht, können nur 3 IR2110-Teile verwendet werden, um 3 Brückenarme zu fahren, und es sind nur eine 10-V-bis 20-V-Stromversorgung erforderlich.Ein solches Design reduziert die Größe des Antriebsschaltes und die Anzahl der Netzteile in technischen Anwendungen erheblich, vereinfacht die Systemstruktur und verbessert dadurch die Zuverlässigkeit des Systems.
Alternativen und Äquivalente:
• IR2110L4
• TC4467EPD
Hauptfunktionen von IR2110
IR2110 hat die folgenden Hauptfunktionen:
• Dual -Eingangssignale, die vier verschiedene Steuermodi unterstützen
• Starke Anti-Interferenz-Fähigkeit und elektromagnetische Kompatibilität können sich an eine Vielzahl von harten Betriebsumgebungen anpassen
• Eingebaute Ladungspumpenkreis, um eine hohe Seitenspannung zu erhalten, um die Ausgangsfähigkeit zu verbessern
• Unterstützen
• Eingebauter Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz, Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz und Überstromschutz und andere Schutzmechanismen
Funktionalblockdiagramm von IR2110
Zusammenfassung der Funktionen
• DV/DT -Immun
• Ausgänge in Phase mit Eingängen
• Unterspannungssperrung für beide Kanäle
• Angebotsbereich von Gate Drive von 10 V bis 20 V.
• Logik- und Leistungsmasse + /- 5 V Offset
• 3.3 V logisch kompatibel
• separates Logikversorgungsbereich von 3,3 V bis 20 V.
• voll funktionsfähig auf +500 V
• Vollständiger zur +600 V -Version verfügbar (IR2113)
• Zyklus mit der vom Zykluskanten ausgelösten Abschaltlogik
• CMOS Schmitt ausgelöste Eingänge mit Pulldown
• Übereinstimmende Ausbreitungsverzögerung für beide Kanäle
• Schwimmkanal für den Bootstrap -Betrieb ausgelegt
Arbeitsprinzip von IR2110
IR2110 besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Umwandlung der Ebene, Logikeingabe und Ausgangsschutz.Der Grund, warum IR2110 so beliebt ist, ist, dass seine vielen Vorteile es ihm ermöglichen, viele Probleme beim Aufbau und Entwerfen von Systemschaltungen zu vermeiden.Beispielsweise kann IR2110 bei der Gestaltung von Hochspannungs-Schwimmbootstrap-Stromversorgungsschaltungen die hohen und niedrigen Häfen effektiv steuern und so die Anzahl der erforderlichen zusätzlichen Antriebsstromversorgungen erheblich verringern.Die folgende Abbildung zeigt die Antriebs-Halbbrückenkreis des IR2110-Treiberchips.Es demonstriert einfach und deutlich das Bootstrapping-Prinzip des hochsseitigen Aufhängungskreislaufs.Unter ihnen ist C1 der Bootstrap -Kondensator, VD1 ist die Bootstrap -Diode und C2 ist der Filterkondensator für die Stromversorgungsspannung VCC.
Erstens wird erwartet, dass der Bootstrap -Kondensator C1 der Spannung von VCC standhalten kann, wenn S1 ausgeschaltet ist.Wenn VM1 eingeschaltet ist, ist VM2 aus und Hin hoch, die VC1 -Spannung wird zwischen Gate und Quelle (oder Emitter) von S1 angewendet.Anschließend wird der Bootstrap -Kondensator C1 durch eine von RG1, VM1, Gate und Quelle gebildete Schleife entladen, wodurch VC1 gleich der Spannungsquelle entspricht und somit S1 zum Einschalten auslöst.
Andererseits werden die Signale zwischen Hin und Lin als ergänzende Eingaben angesehen.Wenn Lin niedrig ist, ist VM3 deaktiviert und VM4 ist aktiviert.Zu diesem Zeitpunkt wird die Ladung durch den RG2 im S2 -Tor und den Chip innerhalb der Quelle schnell auf den Boden freigesetzt.Strom ist eine Energiequelle, und während dieses Prozesses wird sich die Totzeit auswirken und sicherstellen, dass S2 ausgeschaltet wird, bevor S1 eingeschaltet ist.
Wenn Hins niedrig ist, wird VM1 ausgeschaltet und VM2 wird eingeschaltet.Zu diesem Zeitpunkt wird die Ladung im Tor von S1 schnell durch RG1 und VM2 entlassen, wodurch S1 ausgeschaltet wird.Nach kurzer Zeit (TD) erhebt sich Lin auf hohem Niveau, wodurch sich S2 einschaltet.Zu diesem Zeitpunkt lädt der VCC der Stromversorgungsspannung den Bootstrap -Kondensator C1 durch S2 und VD1 auf, wodurch die Leistung des Bootstrap -Kondensators C1 schnell zunimmt.Dieser Vorgang wird kontinuierlich wiederholt und bildet einen Zyklus.
Anwendung von IR2110
• Weiße Güter
• Raum- und Satellitenkommunikationssysteme
• DC -Motorfahrer
• Batteriemanagementsystem (BMS)
• Pure Sinuswellenrverter
Was ist der Unterschied zwischen IR2110 und IR2113?
IR2110 und IR2113 sind beide Treiberchips, die von Infineon für Fahrenschalter wie MOSFETs und IGBTs hergestellt werden.Sie werden in Leistungselektronikanwendungen verwendet, um die Schaltelemente in Schaltungen zu steuern und zu schützen.Obwohl ihre grundlegenden Funktionen ähnlich sind, gibt es einige Unterschiede in bestimmten Aspekten.Im Folgenden sind einige der Hauptunterschiede zwischen IR2110 und IR2113 aufgeführt:
Hauptanwendungen
Der IR2110 wird aufgrund seiner hohen Antriebsfähigkeit und Eignung für Hochleistungsanwendungen häufig in Wechselrichtern, Wechselströmen und Motorantrieben verwendet.Während IR2113 für kleine und mittlere Stromversorgungsanwendungen wie leichte Wechselrichter, LED -Fahrer usw. geeignet ist, usw.
PIN -Funktion
Der IR2110 verfügt über einen Eingangspin für die Steuerung von Totenzeiten, mit der Sie die Verzögerung zwischen den hochrangigen und niedrigen Schaltelementen einstellen können, um eine Kreuzung zu vermeiden.Der IR2113 hat jedoch keinen dedizierten Tot-Zeit-Kontrollstift, aber eine ähnliche Funktion kann mit externen Schaltkreisen realisiert werden.
Layout der Pinbelegung und Kreislauf
Der LR2110 hat aufgrund seiner Doppelkanalstruktur eine relativ komplexe Pinbelegung, wodurch mehr externe Komponenten erforderlich sind, um die oberen und unteren Halbbrückenschaltungen zu konfigurieren.LR2113 hat aufgrund seiner Dreikanalstruktur eine relativ einfache Pinbelegung, wodurch sie für vereinfachte Fahrerschaltungen geeignet ist.
Ausgangsfahrfähigkeit
IR2110 kann in der Ausgangsstufe einen hohen Antriebsstrom liefern, der zum Anstieg von Komponenten mit hoher Leistung geeignet ist.IR2113 hat eine relativ geringe Ausgangsfähigkeit, die für kleine und mittelschwere Schaltkomponenten geeignet ist.
Anzahl der Ausgangskanäle
IR2110 ist ein Zweikanal-Treiber mit zwei unabhängigen Ausgangskanälen zum Fahren der oberen und unteren Halbbrückenschaltelemente.IR2113 ist ein Dreikanal-Treiber mit drei Ausgangskanälen, von denen zwei für Hoch- und Low-Side-Schaltelemente verwendet werden, und das andere für optionale Leistungsversorgungen mit hohem oder niedriger Seite.
Wie benutzt ich IR2110, um ein einzelnes MOSFET -Röhrchen zu fahren?
Die grundlegenden Schritte für die Verwendung von IR2110 zum Starten eines einzelnen MOSFET sind wie folgt.Zunächst verbinden wir den VCC -Stift mit einem Netzteil von 5 V oder 12 V und dem COM -Stift.Als nächstes verbinden wir die Quelle des MOSFET mit dem Stromfeld und dem Abfluss mit der Last der Schaltung.Anschließend verbinden wir das Tor des MOSFET mit einem der HO- oder LO -Stifte des IR2110, während der andere Stift mit dem Stromfeld verbunden werden muss.Entsprechend den spezifischen Anforderungen der Schaltung können wir die Schaltungsleistung optimieren, indem wir die RC -Verzögerungszeit, den Arbeitszyklus und andere Parameter von IR2110 einstellen.Um das MOSFET und IR2110 zu schützen, sollten wir dem Stromkreis Überstrom-, Überspannungs-, Overperatur- und andere Schutzmechanismen hinzufügen.
Bitte beachten Sie, dass der Antriebskreis eines einzelnen MOSFET -Rohrs einfach erscheint, aber dennoch sorgfältig gemäß den bestimmten Schaltungsanforderungen und Anwendungsszenarien konzipiert werden muss, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Schaltkreises zu gewährleisten.Darüber hinaus sollten wir während des Betriebs die Sicherheitsvorschriften und Betriebsverfahren streng einhalten und uns vor potenziellen Sicherheitsrisiken wie Elektroschock und Kurzschluss vorstellen.
Häufig gestellte Fragen [FAQ]
1. Was ist IR2110 MOSFET?
Die IR2110/IR2113 sind Hochspannung, Hochgeschwindigkeits-Leistungs-MOSFET- und IGBT-Treiber mit unabhängigen hohen und niedrig referenzierten Ausgangskörnern.Proprietäre HVIC- und Latch -Immun -CMOS -Technologien ermöglichen eine robuste monolithische Konstruktion.Logische Eingänge sind mit Standard -CMOS- oder LSTTL -Ausgangsleistung bis zu 3,3 V -Logik kompatibel.
2. Was ist die Ausgangsspannung von IR2110?
Der Betriebsspannungsbereich für IR2110 beträgt 10 bis 20 Volt und der Ausgangsstrom 2,5a.IR2210 kann der Spannung bis zu 500 V (Offset -Spannung) standhalten.Die Ausgangsnadeln können einen Spitzenstrom von bis zu 2 Ampere liefern.
3. Warum wird IR2110 verwendet?
IR2110 ist der beliebteste IC mit hohem und niedrigem Seitenfahrer.Logische Eingänge dieses IC sind mit Standard -CMOs oder LSTTL -Ausgängen kompatibel.Die Ausgangstreiber verfügen über eine hohe Puls-Pufferstufe mit einem für die Kreuzkondition des Treibers ausgelegten Treiber-Treiber.Der maximale Ausgangsstrom für diesen IC beträgt 2,5a und der Versorgungsstrom 340 µA.
4. Warum brauchen wir MOSFET -Treiber?
GATE-Treiber sind vom MOSFET-Betrieb von Vorteil, da der für das MOSFET-Gate bereitgestellte Hochstromantrieb die Schaltzeit zwischen dem Ein/Aus-Stadium der Gate verringert, was zu einer erhöhten MOSFET-Leistung und thermischen Effizienz führt.