na 2024/09/3 470

IR2110: Komplexní průvodce ovladači s vysokým výkonem MOSFET a IGBT Gate

Katalog

IR2110 je vysoce výkonný MOSFET a IGBT specializovaný integrovaný okruh Gate Drive vyvinutý a uvedený na trh kolem roku 1990 American International Rectifier Company s využitím své jedinečné technologie CMOS s vysokým napětím a CMOS bez dveří.V polích pohonu byla široce používána, jako je přeměna energie a regulace rychlosti motoru.Níže uvedeme charakteristiky, funkce, pracovní princip a aplikace IR2110 podrobně.

IR2110 Popis

IR2110 je monolitický integrovaný modul ovladače, který integruje duální kanál, ovladač brány, vysokopěťové a vysokorychlostní napájecí zařízení.Díky své malé velikosti, nízkým nákladům, vysoké integraci, rychlé odezvě, napětí s vysokým zkreslením a silné schopnosti jízdy byl tento druh integrovaného obvodu bootstrapu od svého zavedení široce používán při regulaci rychlosti motoru, přeměně energie a dalších výkonu.V oblasti řízení je zvláště vhodný pro mosfet a IGBT.IR2110 používá technologii konverze Advanced Bootstrap Circuit a Level Conversion, která výrazně zjednodušuje požadavky na kontrolu napájecích zařízení logickými obvody, což umožňuje, aby každý pár MOSFETS (horní a dolní tranzistory) sdílel IR2110 a všechny IR2110 mohou sdílet nezávislé napájení napájení.Pro typický třífázový měnič můstku složený ze 6 zkumavek lze použít pouze 3 kusy IR2110 k pohonu 3 můstkových ramen a je zapotřebí pouze jednoho napájení 10 V 20 V.Takový návrh významně snižuje velikost pohonného obvodu a počet napájecích zdrojů v inženýrských aplikacích, zjednodušuje strukturu systému a tím zlepšuje spolehlivost systému.

Alternativy a ekvivalenty:

• • IR2110L4

• • IR2110pbf

• • IRS2112PBF

• • IRS21814PBF

• TC4467EPD

Hlavní funkce IR2110

IR2110 má následující hlavní funkce:

• Duální vstupní signály, podporující čtyři různé režimy řízení

• Silná schopnost proti zásahu a elektromagnetická kompatibilita, se mohou přizpůsobit různým drsným provozním prostředím

• Vestavěný obvod nabitého čerpadla za účelem zajištění vysokého napětí na bočním řízení pro zvýšení výstupní schopnosti

• Podpora vysokopěťového, vysokorychlostního pohonu, může řídit IGBT, MOSFET a další přepínací trubky

• Vestavěná ochrana zkratu, ochrana nadměrné teploty, ochrana nadměrného napětí, ochrana pod napětím a ochrana nadměrného proudu a další ochranné mechanismy

Funkční blokové diagram IR2110

Shrnutí funkcí

• Imunitní DV/DT

• Výstupy ve fázi se vstupy

• Undervoltage Lockout pro oba kanály

• Dodávka brány v rozmezí od 10 V 20 V

• Logika a Power Ground + /- 5 V Offset

• 3,3 V Logic kompatibilní

• Samostatný rozsah logického zásobování od 3,3 V do 20 V

• Plně funkční na +500 V

• K dispozici je plně funkční verze +600 V (IR2113)

• Logika vypnutí cyklu s cyklem po hranici

• CMOS Schmitt spuštěné vstupy s roztažením

• Odpovídající zpoždění šíření pro oba kanály

• Plovoucí kanál určený pro provoz bootstrapu

Pracovní princip IR2110

IR2110 se skládá hlavně ze tří částí: konverze úrovně, logická vstup a ochrana výstupu.Důvod, proč je IR2110 tak populární, je to, že jeho mnoho výhod mu umožňuje vyhnout se mnoha problémům při vytváření a navrhování systémových obvodů.Například při navrhování vysokopěťových plovoucích plovoucích napájecích obvodů může IR2110 účinně řídit vysoké a nízké porty, čímž výrazně snižuje počet požadovaných doplňkových zdrojů energie.Níže uvedený obrázek ukazuje okruh polovičního můstku řídícího čipu IR2110.Jednoduše a jasně demonstruje princip bootstrappingu hnacího obvodu zavěšení na vysoké straně.Mezi nimi je C1 kondenzátorem bootstrapu, VD1 je bootstrap dioda a C2 je filtrační kondenzátor pro napájecí napětí VCC.

Nejprve se očekává, že kondenzátor bootstrapu C1 vydrží napětí VCC, když je vypnuto S1.Když je VM1 zapnutý, VM2 je vypnutý a Hin je vysoký, napětí VC1 se aplikuje mezi bránou a zdrojem (nebo emitorem) S1.Následně bude kondenzátor bootstrapu C1 vypouštěn smyčkou vytvořenou RG1, VM1, bránou a zdrojem, čímž se VC1 rovná zdroji napětí, čímž se S1 rozsvítí.

Na druhé straně jsou signály mezi Hin a Lin považovány za komplementární vstupy.Když je LIN nízká, je VM3 deaktivován a je povolen VM4.V této době bude náboj rychle uvolněn na zem RG2 v bráně S2 a čipem uvnitř zdroje.Elektřina je zdrojem energie a během tohoto procesu bude mít dopad mrtvého času, což zajistí, že se S2 vypne před zapnutím S1.

Když je Hin nízká, VM1 je vypnut a VM2 je zapnutý.V této době bude náboj v bráně S1 rychle propuštěn přes RG1 a VM2, což způsobí vypnutí S1.Po krátkém mrtvém čase (TD) se Lin stoupá na vysokou úroveň, což způsobuje zapnutí S2.V této době napájecí napětí VCC nabíjí kondenzátor bootstrapu C1 přes S2 a VD1, což způsobuje, že se rychle zvyšuje napájení kondenzátoru bootstrapu C1.Tento proces se bude opakovat nepřetržitě a vytvořit cyklus.

Aplikace IR2110

• Bílé zboží

• Systémy vesmíru a satelitních komunikací

• DC Motor Driver

• Systém správy baterií (BMS)

• Čistý střídač sinusové vlny

Jaký je rozdíl mezi IR2110 a IR2113?

IR2110 a IR2113 jsou čipy ovladačů vyrobené Infineon pro přepínače hnacího napájení, jako jsou MOSFETS a IGBT.Používají se v aplikacích Power Electronics k řízení a ochraně spínacích prvků v obvodech.Ačkoli jejich základní funkce jsou podobné, existují určité rozdíly v určitých aspektech.Následuje některé z hlavních rozdílů mezi IR2110 a IR2113:

Hlavní aplikace

IR2110 se běžně používá ve vysoce výkonných střídačkách, střídavých jednotkách a motorových jednotkách kvůli své vysoké schopnosti a vhodnosti pro aplikace s vysokým výkonem.Zatímco IR2113 je vhodný pro malé a střední napájecí aplikace, jako jsou střídače lehké daně, řidiči LED atd.

Funkce pin

IR2110 má vstupní kolík pro ovládání mrtvého času, který vám umožňuje nastavit zpoždění mezi prvky přepínání na vysoké a nízké straně, aby se zabránilo křížovému kondici.IR2113 však nemá vyhrazený regulační kolík mrtvého času, ale podobnou funkci lze realizovat pomocí vnějších obvodů.

Rozložení obvodu a obvodů

LR2110 má relativně složitý pineout díky své duální struktuře, což vyžaduje, aby více vnějších komponent nakonfigurovalo horní a dolní obvody nevlastního mostu.LR2113 má relativně jednoduchý pinout díky své tříkanálové struktuře, takže je vhodný pro zjednodušenější obvody řidiče.

Výstupní schopnost jízdy

IR2110 může poskytnout vysoký hnací proud ve fázi výstupu, který je vhodný pro řízení komponent s vysokým přepínáním.IR2113 má relativně nízkou schopnost výstupu, která je vhodná pro malé a střední komponenty přepínání napájení.

Počet výstupních kanálů

IR2110 je dvoukanálový ovladač se dvěma nezávislými výstupními kanály pro řízení prvků přepínání horních a dolních polovičních mostu.IR2113 je tříkanálový ovladač se třemi výstupními kanály, z nichž dva se používají pro vysoce a nízké přepínací prvky a druhý pro volitelné napájecí zdroje na vysoké nebo nízké straně.

Jak používat IR2110 k řízení jediné trubice MOSFET?

Základní kroky pro použití IR2110 k řízení jediného MOSFET jsou následující.Nejprve připojíme kolík VCC k napájecímu napájení 5V nebo 12V a kolíku Com na zem.Dále připojíme zdroj MOSFET k výkonu a odtoku k zatížení obvodu.Poté připojíme bránu MOSFET k jednomu z kolíků HO nebo LO IR2110, zatímco druhý kolík musí být připojen k powerské zemi.Podle specifických potřeb obvodu můžeme optimalizovat výkon obvodu úpravou doby zpoždění RC, pracovní cyklus a další parametry IR2110.Abychom chránili MOSFET a IR2110, měli bychom do obvodu přidat nadproud, přepětí, přepětí, přepětí a další ochranné mechanismy.

Vezměte prosím na vědomí, že ačkoliv se hnací obvod jediné trubice MOSFET zdá jednoduchý, musí být stále pečlivě navržen podle konkrétních požadavků na obvod a scénáře aplikací, aby se zajistila stabilita a spolehlivost obvodu.Kromě toho bychom se během provozu měli přísně dodržovat bezpečnostními předpisy a provozními postupy a dávat si pozor na potenciální bezpečnostní rizika, jako je elektrický šok a zkrat.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Co je IR2110 MOSFET?

IR2110/IR2113 jsou ovladače vysokorychlostního napětí, vysokorychlostního výkonu MOSFET a IGBT s nezávislými vysokými a nízkými bočními výstupy.Proprietární technologie Imunitních CMOS HVIC a západky umožňují robustní monolitickou konstrukci.Logické vstupy jsou kompatibilní se standardním výstupem CMOS nebo LSTTL, do 3,3V logiky.

2. Jaké je výstupní napětí IR2110?

Rozsah provozního napětí pro IR2110 je 10 až 20 V a výstupní proud je 2.5a.IR2210 vydrží napětí až do 500 V (offsetové napětí).Jeho výstupní kolíky mohou poskytnout špičkový proud až 2 ampéry.

3. Proč se používá IR2110?

IR2110 je nejoblíbenější vysoká a nízko boční ovladač IC.Logické vstupy tohoto IC jsou kompatibilní se standardními výstupy CMOS nebo LSTTL.Výstupní ovladače jsou vybaveny stadií vyrovnávací paměti s vysokým pulzním proudem určenou pro minimální křížovou kondukci ovladače.Maximální výstupní proud pro tento IC je 2,5a a napájecí proud je 340 µA.

4. Proč potřebujeme ovladače MOSFET?

Ovladače brány jsou prospěšné pro provoz MOSFET, protože vysoký proud poskytnutý do brány MOSFET zmenšuje dobu přepínání mezi fázemi odesílání/vypnutí brány, což vede ke zvýšenému energii MOSFET a tepelné účinnosti.