IR2110: Isang Komprehensibong Gabay sa Mataas na Power MOSFET at IGBT Gate Driver

Catalog

IR2110 ay isang mataas na lakas na MOSFET at IGBT na nakatuon ng gate drive integrated circuit na binuo at inilagay sa merkado sa paligid ng 1990 ng American International Rectifier Company gamit ang natatanging high-boltahe na integrated circuit at teknolohiya ng CMOS na walang pinto.Malawakang ginagamit ito sa mga patlang ng Power Drive tulad ng pag -convert ng kuryente at regulasyon ng bilis ng motor.Sa ibaba ay ipakikilala namin ang mga katangian, pag -andar, prinsipyo ng pagtatrabaho at mga aplikasyon ng IR2110 nang detalyado.

Paglalarawan ng IR2110

Ang IR2110 ay isang module na integrated na driver ng monolitik na nagsasama ng dual-channel, driver ng gate, high-boltahe at high-speed power device.Dahil sa maliit na sukat nito, mababang gastos, mataas na pagsasama, mabilis na pagtugon, mataas na boltahe ng bias, at malakas na kakayahan sa pagmamaneho, ang ganitong uri ng bootstrap integrated circuit ay malawakang ginagamit sa regulasyon ng bilis ng motor, pag -convert ng kuryente at iba pang mga aplikasyon ng kuryente mula pa sa pagpapakilala.Sa larangan ng pagmamaneho, ito ay lalong angkop para sa pagmamaneho ng kapangyarihan ng MOSFET at IGBT.Gumagamit ang IR2110 ng advanced na bootstrap circuit at teknolohiya ng conversion ng antas, na lubos na pinapasimple ang mga kinakailangan sa control ng mga aparato ng kuryente sa pamamagitan ng mga logic circuit, na pinapayagan ang bawat pares ng MOSFET (itaas at mas mababang mga transistor) upang magbahagi ng isang IR2110, at lahat ng mga IR2110 ay maaaring magbahagi ng isang independiyenteng supply ng kuryente.Para sa isang tipikal na three-phase bridge inverter na binubuo ng 6 na tubo, 3 piraso lamang ng IR2110 ang maaaring magamit upang magmaneho ng 3 armas ng tulay, at isang 10V hanggang 20V na supply ng kuryente ang kinakailangan.Ang nasabing disenyo ay makabuluhang binabawasan ang laki ng drive circuit at ang bilang ng mga suplay ng kuryente sa mga aplikasyon ng engineering, pinasimple ang istraktura ng system, at sa gayon ay mapapabuti ang pagiging maaasahan ng system.

Mga kahalili at katumbas:

At IR2110L4

At IR2110PBF

At IRS2112PBF

At IRS21814PBF

• TC4467EPD

Pangunahing pag -andar ng IR2110

Ang IR2110 ay may mga sumusunod na pangunahing pag -andar:

• Dual signal signal, na sumusuporta sa apat na magkakaibang mga mode ng control

• Malakas na kakayahan ng anti-panghihimasok at pagiging tugma ng electromagnetic, maaaring umangkop sa iba't ibang mga malupit na kapaligiran sa pagpapatakbo

• Built-in Charge Pump Circuit upang magbigay ng mataas na bahagi ng pagmamaneho ng boltahe upang mapahusay ang kakayahan ng output

• Suportahan ang high-boltahe, high-speed drive, maaaring magmaneho ng IGBT, MOSFET at iba pang mga tubo ng paglipat ng kuryente

• Ang built-in na proteksyon ng short-circuit, proteksyon ng over-temperatura, proteksyon ng over-boltahe, proteksyon sa ilalim ng boltahe at labis na proteksyon at iba pang mga mekanismo ng proteksyon

Functional block diagram ng IR2110

Buod ng mga tampok

• Immune ng DV/DT

• Mga output sa phase na may mga input

• Undervoltage lockout para sa parehong mga channel

• Saklaw ng supply ng drive ng gate mula 10V hanggang 20 V

• Logic at Power Ground + /- 5 V Offset

• 3.3 V Logic na katugma

• Paghiwalayin ang saklaw ng suplay ng lohika mula sa 3.3 V hanggang 20 V

• Ganap na pagpapatakbo sa +500 v

• Ganap na pagpapatakbo sa +600 V bersyon na magagamit (IR2113)

• Cycle sa pamamagitan ng cycle edge-triggered shutdown logic

• CMOS Schmitt-triggered input na may pull-down

• Nakatugma sa pagkaantala ng pagpapalaganap para sa parehong mga channel

• Ang lumulutang na channel na idinisenyo para sa operasyon ng bootstrap

Prinsipyo ng Paggawa ng IR2110

Pangunahing binubuo ang IR2110 ng tatlong bahagi: pag -convert ng antas, pag -input ng lohika at proteksyon ng output.Ang dahilan kung bakit napakapopular ang IR2110 ay ang maraming mga pakinabang na nagbibigay -daan upang maiwasan ang maraming mga problema kapag nagtatayo at nagdidisenyo ng mga circuit ng system.Halimbawa, sa disenyo ng high-boltahe na lumulutang na bootstrap power supply circuit, ang IR2110 ay maaaring epektibong makontrol ang mataas at mababang mga port, sa gayon ay lubos na binabawasan ang bilang ng mga karagdagang mga suplay ng kuryente sa pagmamaneho.Ipinapakita ng figure sa ibaba ang pagmamaneho ng half-tulay na circuit ng IR2110 driver chip.Ito ay simpleng at malinaw na nagpapakita ng prinsipyo ng bootstrapping ng high-side suspension drive circuit.Kabilang sa mga ito, ang C1 ay ang bootstrap capacitor, ang VD1 ay ang bootstrap diode, at ang C2 ay ang filter capacitor para sa power supply boltahe VCC.

Una, inaasahan na ang bootstrap capacitor C1 ay maaaring makatiis sa boltahe ng VCC kapag naka -off ang S1.Kapag naka -on ang VM1, ang VM2 ay naka -off, at ang Hin ay mataas, ang boltahe ng VC1 ay inilalapat sa pagitan ng gate at mapagkukunan (o emitter) ng S1.Kasunod nito, ang bootstrap capacitor C1 ay ilalabas sa pamamagitan ng isang loop na nabuo ng RG1, VM1, GATE at mapagkukunan, na ginagawang katumbas ng VC1 ang mapagkukunan ng boltahe, sa gayon ay nag -uudyok sa S1 upang i -on.

Sa kabilang banda, ang mga signal sa pagitan ng Hin at Lin ay itinuturing na pantulong na mga input.Kapag mababa ang LIN, ang VM3 ay hindi pinagana at pinagana ang VM4.Sa oras na ito, ang singil ay mabilis na mailabas sa lupa sa pamamagitan ng RG2 sa gate ng S2 at ang chip sa loob ng pinagmulan.Ang kuryente ay isang mapagkukunan ng enerhiya, at sa panahon ng prosesong ito, ang oras ng patay ay magkakaroon ng epekto, tinitiyak na ang S2 ay naka -off bago naka -on ang S1.

Kapag mababa si Hin, naka -off ang VM1 at naka -on ang VM2.Sa oras na ito, ang singil sa gate ng S1 ay mabilis na maipalabas sa pamamagitan ng RG1 at VM2, na nagiging sanhi ng S1.Matapos ang isang maikling oras ng patay (TD), ang LIN ay tumataas sa mataas na antas, na nagiging sanhi ng S2.Sa oras na ito, ang power supply boltahe VCC ay singilin ang bootstrap capacitor C1 sa pamamagitan ng S2 at VD1, na nagiging sanhi ng lakas ng bootstrap capacitor C1 upang madagdagan nang mabilis.Ang prosesong ito ay paulit -ulit na paulit -ulit, na bumubuo ng isang ikot.

Application ng IR2110

• Mga puting kalakal

• Mga Sistema ng Komunikasyon ng Space at Satellite

• DC motor driver

• System ng Pamamahala ng Baterya (BMS)

• Pure sine wave inverter

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng IR2110 at IR2113?

Ang IR2110 at IR2113 ay parehong mga driver chips na ginawa ng Infineon para sa mga switch ng kuryente tulad ng MOSFET at IGBTS.Ginagamit ang mga ito sa mga aplikasyon ng electronics ng kuryente upang makontrol at protektahan ang mga elemento ng paglipat sa mga circuit.Bagaman ang kanilang mga pangunahing pag -andar ay magkatulad, may ilang mga pagkakaiba -iba sa ilang mga aspeto.Ang mga sumusunod ay ilan sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng IR2110 at IR2113:

Pangunahing aplikasyon

Ang IR2110 ay karaniwang ginagamit sa mataas na lakas ng mga inverters, AC drive at motor drive dahil sa mataas na kakayahan ng drive at pagiging angkop para sa mga mataas na lakas ng aplikasyon.Habang ang IR2113 ay angkop para sa maliit at katamtamang mga aplikasyon ng kuryente tulad ng mga light duty inverters, LED driver, atbp.

Pagpapaandar ng pin

Ang IR2110 ay may isang input pin para sa dead-time control, na nagbibigay-daan sa iyo upang itakda ang pagkaantala sa pagitan ng mga elemento ng high-side at low-side upang maiwasan ang cross-conduction.Gayunpaman, ang IR2113 ay walang nakalaang dead-time control pin, ngunit ang isang katulad na pag-andar ay maaaring maisakatuparan sa panlabas na circuitry.

Ang layout ng pinout at circuit

Ang LR2110 ay may medyo kumplikadong pinout dahil sa istraktura ng dual-channel na ito, na nangangailangan ng mas maraming mga panlabas na sangkap upang mai-configure ang itaas at mas mababang mga circuit na half-tulay.Ang LR2113 ay may medyo simpleng pinout dahil sa three-channel na istraktura, na ginagawang angkop para sa mas pinasimple na mga circuit ng driver.

Kakayahang pagmamaneho ng output

Ang IR2110 ay maaaring magbigay ng mataas na pagmamaneho kasalukuyang sa yugto ng output, na angkop para sa pagmamaneho ng mga sangkap na lumilipat ng mataas na kuryente.Ang IR2113 ay medyo mababa ang kakayahan ng output, na angkop para sa maliit at daluyan na mga sangkap ng paglipat ng kuryente.

Bilang ng mga channel ng output

Ang IR2110 ay isang driver ng two-channel na may dalawang independiyenteng mga channel ng output para sa pagmamaneho sa itaas at mas mababang mga elemento ng paglilipat ng half-tulay.Ang IR2113 ay isang driver ng three-channel na may tatlong mga channel ng output, dalawa sa mga ito ay ginagamit para sa mga elemento ng high-side at low-side na lumilipat, at ang iba pa para sa opsyonal na high-side o low-side power supply.

Paano gamitin ang IR2110 upang magmaneho ng isang solong MOSFET tube?

Ang mga pangunahing hakbang para sa paggamit ng IR2110 upang magmaneho ng isang solong MOSFET ay ang mga sumusunod.Una, ikinonekta namin ang VCC pin sa isang 5V o 12V power supply at ang com pin sa lupa.Susunod, ikinonekta namin ang mapagkukunan ng MOSFET sa power ground at ang kanal sa pag -load ng circuit.Pagkatapos ay ikinonekta namin ang gate ng MOSFET sa isa sa mga ho o lo pin ng IR2110, habang ang iba pang pin ay kailangang konektado sa power ground.Ayon sa mga tiyak na pangangailangan ng circuit, maaari naming mai -optimize ang pagganap ng circuit sa pamamagitan ng pag -aayos ng oras ng pagkaantala ng RC, cycle ng tungkulin at iba pang mga parameter ng IR2110.Upang maprotektahan ang MOSFET at IR2110, dapat tayong magdagdag ng labis na labis, overvoltage, overtemperature at iba pang mga mekanismo ng proteksyon sa circuit.

Mangyaring tandaan na kahit na ang pagmamaneho circuit ng isang solong MOSFET tube ay tila simple, kailangan pa ring maingat na idinisenyo ayon sa mga tiyak na mga kinakailangan sa circuit at mga senaryo ng aplikasyon upang matiyak ang katatagan at pagiging maaasahan ng circuit.Bilang karagdagan, sa panahon ng operasyon, dapat nating mahigpit na sumunod sa mga regulasyon sa kaligtasan at mga pamamaraan ng pagpapatakbo, at mag -ingat sa mga potensyal na peligro sa kaligtasan tulad ng electric shock at maikling circuit.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Ano ang IR2110 MOSFET?

Ang IR2110/IR2113 ay mataas na boltahe, mataas na bilis ng lakas ng MOSFET at mga driver ng IGBT na may independiyenteng mataas at mababang bahagi na na-refer na mga output ng output.Proprietary HVIC at Latch Immune CMOS Technologies Paganahin ang Ruggedized Monolithic Construction.Ang mga pag -input ng lohika ay katugma sa karaniwang CMOS o LSTTL output, hanggang sa 3.3V na lohika.

2. Ano ang output boltahe ng IR2110?

Ang saklaw ng boltahe ng operating supply para sa IR2110 ay 10 hanggang 20 volt at ang output kasalukuyang ay 2.5a.Ang IR2210 ay maaaring makatiis ng boltahe hanggang sa 500V (offset boltahe).Ang output pin nito ay maaaring magbigay ng isang rurok na kasalukuyang hanggang sa 2 amperes.

3. Bakit ginagamit ang IR2110?

Ang IR2110 ay ang pinakapopular na mataas at mababang bahagi ng driver ng IC.Ang mga pag -input ng lohika ng IC na ito ay katugma sa karaniwang mga CMO o LSTTL output.Nagtatampok ang mga driver ng output ng isang mataas na yugto ng pulso na kasalukuyang buffer na idinisenyo para sa minimum na cross-conduction ng driver.Ang maximum na output kasalukuyang para sa IC na ito ay 2.5a at ang kasalukuyang kasalukuyang ay 340µA.

4. Bakit kailangan natin ang mga driver ng MOSFET?

Ang mga driver ng gate ay kapaki-pakinabang sa operasyon ng MOSFET dahil ang mataas na kasalukuyang drive na ibinigay sa MOSFET gate ay binabawasan ang oras ng paglipat sa pagitan ng gate on/off na yugto na humahantong sa pagtaas ng lakas ng MOSFET at thermal na kahusayan.