IR2110: En omfattande guide till High Power MOSFET och IGBT GATE -förare
Katalog
IR2110 är en högeffekt MOSFET och IGBT dedikerad grinddrivning integrerad krets som utvecklats och släpptes på marknaden omkring 1990 av American International Rectifier Company som använder sin unika högspänning integrerad krets och dörrfri CMOS-teknik.Det har använts i stor utsträckning i kraftdrivfält såsom kraftomvandling och motorhastighetsreglering.Nedan kommer vi att introducera egenskaper, funktioner, arbetsprincip och tillämpningar av IR2110 i detalj.
IR2110 Beskrivning
IR2110 är en monolitisk integrerad drivrutinsmodul som integrerar dubbelkanal, grinddrivrutin, högspännings- och höghastighetsenheter.På grund av sin lilla storlek, låg kostnad, hög integration, snabbt svar, hög förspänningspänning och stark körförmåga, har denna typ av integrerad krets i bootstrap i allmänhet använts i motorhastighetsreglering, kraftomvandling och andra kraftapplikationer sedan dess introduktion.Inom körfältet är det särskilt lämpligt för drivkraft MOSFET och IGBT.IR2110 använder avancerad bootstrap -krets och nivåomvandlingsteknologi, som i hög grad förenklar kontrollkraven för kraftanordningar med logikkretsar, vilket gör att varje par MOSFET (övre och nedre transistorer) kan dela en IR2110, och alla IR2110 -tal kan dela en oberoende kraftförsörjning.För en typisk trefasbroomverterare som består av 6 rör kan endast 3 bitar av IR2110 användas för att driva 3 broarmar, och endast en 10V till 20V strömförsörjning behövs.En sådan design minskar avsevärt storleken på drivkretsen och antalet strömförsörjningar i tekniska applikationer, förenklar systemstrukturen och förbättrar därmed systemets tillförlitlighet.
Alternativ och ekvivalenter:
• IR2110L4
• TC4467EPD
IR2110: s huvudfunktioner
IR2110 har följande huvudfunktioner:
• Dual Ingångssignaler, som stöder fyra olika kontrolllägen
• Stark anti-interferensförmåga och elektromagnetisk kompatibilitet kan anpassa sig till en mängd hårda driftsmiljöer
• Inbyggd laddningspumpkrets för att ge högsidan körspänning för att förbättra utgångsförmågan
• Stöd högspänning, höghastighetsdrift, kan driva IGBT, MOSFET och andra strömbrytarrör
• Inbyggd kortslutningsskydd, skydd för över temperatur, skydd för överspänningar, skydd för underspänning och överströmsskydd och andra skyddsmekanismer
Funktionellt blockschema för IR2110
Sammanfattning av funktioner
• DV/DT -immun
• Utgångar i fas med ingångar
• Undervoltage Lockout för båda kanalerna
• Gate Drive Supply Range från 10V till 20 V
• Logik och kraft mark + /- 5 V offset
• 3.3 V logikkompatibel
• Separat logikförsörjningsområde från 3,3 V till 20 V
• fullt operationell till +500 V
• Fullt operativt till +600 V -version tillgänglig (IR2113)
• Cykel efter Cycle Edge-utlösen avstängningslogik
• CMOS Schmitt-triggade ingångar med neddragning
• Matchad förökningsfördröjning för båda kanalerna
• Flytande kanal designad för bootstrap -drift
IR2110: s arbetsprincip
IR2110 består huvudsakligen av tre delar: nivåomvandling, logikinmatning och utgångsskydd.Anledningen till att IR2110 är så populär är att dess många fördelar gör det möjligt att undvika många problem när man bygger och utformar systemkretsar.I utformningen av högspänningsflytande bootstrap-strömförsörjningskretsar kan till exempel IR2110 effektivt kontrollera de höga och låga hamnarna och därmed minska antalet ytterligare drivkraftsförsörjningar som krävs.Figuren nedan visar den drivande halvbryggkretsen för IR2110-drivrutinen.Det visar helt enkelt och tydligt bootstrapping-principen för den högsidiga suspensionskörningskretsen.Bland dem är C1 bootstrap -kondensatorn, VD1 är bootstrap -dioden och C2 är filterkondensatorn för strömförsörjningsspänningen VCC.
Först förväntas det att bootstrap -kondensator C1 tål spänningen på VCC när S1 stängs av.När VM1 är på, VM2 är av och Hin är hög, appliceras VC1 -spänningen mellan grinden och källan (eller emitter) på S1.Därefter kommer Bootstrap -kondensatorn C1 att släppas ut genom en slinga som bildas av Rg1, VM1, GATE och källa, vilket gör VC1 lika med spänningskällan, vilket utlöser S1 för att slå på.
Å andra sidan betraktas signalerna mellan Hin och Lin som komplementära ingångar.När LIN är låg är VM3 inaktiverad och VM4 är aktiverad.Vid denna tid kommer laddningen snabbt att släppas till marken genom RG2 i S2 -grinden och chipet inuti källan.Elektricitet är en energikälla, och under denna process kommer dödtid att påverka, vilket säkerställer att S2 är avstängd innan S1 är påslagen.
När Hin är låg är VM1 avstängd och VM2 är påslagen.Vid denna tid kommer laddningen i grinden till S1 snabbt att släppas ut genom RG1 och VM2, vilket gör att S1 stängs av.Efter en kort död tid (TD) stiger Lin till hög nivå, vilket får S2 att slå på.För närvarande laddar strömförsörjningsspänningen VCC Bootstrap -kondensatorn C1 till S2 och VD1, vilket gör att kraften hos bootstrap -kondensatorn C1 snabbt ökar.Denna process upprepas kontinuerligt och bildar en cykel.
Tillämpning av IR2110
• Vita varor
• Rymd- och satellitkommunikationssystem
• DC Motor Driver
• Battery Management System (BMS)
• Ren sinusvågsinverterare
Vad är skillnaden mellan IR2110 och IR2113?
IR2110 och IR2113 är båda förarchips som produceras av Infineon för att driva strömbrytare som MOSFETS och IGBTS.De används i kraftelektronikapplikationer för att kontrollera och skydda växelelement i kretsar.Även om deras grundläggande funktioner är liknande finns det vissa skillnader i vissa aspekter.Följande är några av de största skillnaderna mellan IR2110 och IR2113:
Huvudapplikationer
IR2110 används vanligtvis i växelriktare med hög effekt, växelströmsdrift och motordrivning på grund av dess höga drivförmåga och lämplighet för höga effektapplikationer.Medan IR2113 är lämplig för små och medelstora effektapplikationer som lätta inverterare, LED -drivrutiner etc.
Stiftfunktion
IR2110 har en ingångsstift för dödtidskontroll, vilket gör att du kan ställa in förseningen mellan högsidan och lågsidan av växlingselement för att undvika tvärledningen.IR2113 har emellertid inte en dedikerad dödtidskontrollstift, men en liknande funktion kan realiseras med externa kretsar.
Pinout och kretslayning
LR2110 har en relativt komplex pinout på grund av dess dubbelkanalstruktur, vilket kräver att fler externa komponenter ska konfigurera de övre och nedre halvbronkretsarna.LR2113 har en relativt enkel pinout på grund av sin tre-kanals struktur, vilket gör den lämplig för mer förenklade förarkretsar.
Utgångs körförmåga
IR2110 kan tillhandahålla hög körström i utgångssteget, vilket är lämpligt för att köra komponenter med hög effekt.IR2113 har relativt låg utgångsförmåga, som är lämplig för små och medelstora växlingskomponenter.
Antal utgångskanaler
IR2110 är en tvåkanals drivrutin med två oberoende utgångskanaler för att köra övre och nedre halvbryggbyteelement.IR2113 är en tre-kanals drivrutin med tre utgångskanaler, varav två används för högsidan och lågsidan av växlingselement, och den andra för valfria högsidor eller lågside strömförsörjning.
Hur använder jag IR2110 för att driva ett enda MOSFET -rör?
De grundläggande stegen för att använda IR2110 för att driva en enda MOSFET är följande.Först ansluter vi VCC -stiftet till en 5V- eller 12V -strömförsörjning och COM -stiftet till marken.Därefter ansluter vi källan till MOSFET till kraftmarken och avloppet till kretsens belastning.Vi ansluter sedan MOSFET -porten till en av HO- eller LO -stiften på IR2110, medan den andra stiftet måste anslutas till kraftplatsen.Enligt kretsens specifika behov kan vi optimera kretsprestanda genom att justera RC -fördröjningstiden, arbetscykeln och andra parametrar för IR2110.För att skydda MOSFET och IR2110 bör vi lägga till överström, överspänning, overtemperatur och andra skyddsmekanismer till kretsen.
Observera att även om körkretsen för ett enda MOSFET -rör verkar enkelt, måste den fortfarande utformas noggrant enligt specifika kretskrav och applikationsscenarier för att säkerställa kretsens stabilitet och tillförlitlighet.Dessutom bör vi under drift strikt följa säkerhetsföreskrifter och driftsförfaranden och se upp för potentiella säkerhetsrisker som elektrisk stöt och kortslutning.
Vanliga frågor [FAQ]
1. Vad är IR2110 MOSFET?
IR2110/IR2113 är högspännings-, höghastighetseffekt MOSFET- och IGBT-drivrutiner med oberoende höga och låga sidor refererade utgångskaneler.Egenskapär HVIC och spärr immun CMOS -teknik möjliggör robustiserad monolitisk konstruktion.Logikingångar är kompatibla med standard CMO: er eller LSTTL -utgång, ner till 3,3V logik.
2. Vad är utgångsspänningen för IR2110?
Driftsförsörjningsområdet för IR2110 är 10 till 20 volt och utgångsströmmen är 2,5A.IR2210 kan motstå spänning upp till 500V (offsetspänning).Dess utgångsstift kan ge en toppström på upp till 2 ampere.
3. Varför används IR2110?
IR2110 är den mest populära höga och låga sidoförarens IC.Logiska ingångar av denna IC är kompatibla med standard CMO: er eller LSTTL -utgångar.Utgångsdrivrutinerna har ett högt pulsström buffertstadium utformat för minimal förarens korsledning.Den maximala utgångsströmmen för denna IC är 2,5A och tillförselströmmen är 340 uA.
4. Varför behöver vi MOSFET -förare?
Gate Drivers är fördelaktiga för MOSFET-drift eftersom den högströmsdrivna enheten som tillhandahålls till MOSFET-grinden minskar växlingstiden mellan grinden på/av-steg vilket leder till ökad MOSFET-effekt och termisk effektivitet.