IR2110: Panduan Komprehensif untuk Pemandu Gerbang MOSFET dan IGBT Tinggi
Katalog
IR2110 adalah litar bersepadu Gate MOSFET dan IGBT Dedicated Gate Drive yang dibangunkan dan diletakkan di pasaran sekitar tahun 1990 oleh American International Rectifier Company menggunakan litar bersepadu voltan tinggi dan teknologi CMOS bebas pintu.Ia telah digunakan secara meluas dalam medan pemacu kuasa seperti penukaran kuasa dan peraturan kelajuan motor.Di bawah ini kami akan memperkenalkan ciri -ciri, fungsi, prinsip kerja dan aplikasi IR2110 secara terperinci.
Penerangan IR2110
IR2110 adalah modul pemacu bersepadu monolitik yang mengintegrasikan dwi-saluran, pemandu pintu, peranti voltan tinggi dan berkelajuan tinggi.Oleh kerana saiznya yang kecil, kos rendah, integrasi yang tinggi, tindak balas pantas, voltan bias yang tinggi, dan keupayaan memandu yang kuat, litar bersepadu bootstrap ini telah digunakan secara meluas dalam peraturan kelajuan motor, penukaran kuasa dan aplikasi kuasa lain sejak pengenalannya.Dalam bidang memandu, ia amat sesuai untuk memandu kuasa MOSFET dan IGBT.IR2110 menggunakan litar bootstrap lanjutan dan teknologi penukaran tahap, yang sangat memudahkan keperluan kawalan peranti kuasa oleh litar logik, yang membolehkan setiap sepasang MOSFET (transistor atas dan bawah) untuk berkongsi IR2110, dan semua IR2110s dapat berkongsi bekalan kuasa bebas.Untuk penyongsang jambatan tiga fasa biasa yang terdiri daripada 6 tiub, hanya 3 keping IR2110 boleh digunakan untuk memacu 3 jambatan, dan hanya satu bekalan kuasa 10V hingga 20V diperlukan.Reka bentuk sedemikian dengan ketara mengurangkan saiz litar pemacu dan bilangan bekalan kuasa dalam aplikasi kejuruteraan, memudahkan struktur sistem, dan dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan sistem.
Alternatif dan setara:
• IR2110L4
• TC4467EPD
Fungsi utama IR2110
IR2110 mempunyai fungsi utama berikut:
• Isyarat input ganda, menyokong empat mod kawalan yang berbeza
• Keupayaan anti-interferensi yang kuat dan keserasian elektromagnet, boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai persekitaran operasi yang keras
• Litar pam caj terbina dalam untuk menyediakan voltan memandu yang tinggi untuk meningkatkan keupayaan output
• Menyokong voltan tinggi, pemacu berkelajuan tinggi, boleh memacu IGBT, MOSFET dan tiub pensuisan kuasa lain
• Perlindungan litar pintas terbina dalam, perlindungan suhu yang lebih tinggi, perlindungan voltan yang lebih tinggi, perlindungan bawah voltan dan perlindungan semasa dan mekanisme perlindungan lain
Rajah blok fungsional IR2110
Ringkasan ciri
• DV/dt kebal
• output dalam fasa dengan input
• Lockout undervoltage untuk kedua -dua saluran
• Bekalan pemacu gerbang berkisar dari 10V hingga 20 V
• Logik dan kuasa tanah + /- 5 v Offset
• 3.3 v Logik yang serasi
• Bekalan logik berasingan dari 3.3 V hingga 20 V
• Beroperasi sepenuhnya hingga +500 v
• Beroperasi sepenuhnya ke versi +600 V yang tersedia (IR2113)
• Kitaran dengan logik penutupan yang dicetuskan oleh siklus
• Input yang dicetuskan oleh CMOS Schmitt dengan pull-down
• Kelewatan penyebaran yang dipadankan untuk kedua -dua saluran
• Saluran terapung yang direka untuk operasi bootstrap
Prinsip Kerja IR2110
IR2110 terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: penukaran tahap, input logik dan perlindungan output.Sebab mengapa IR2110 begitu popular adalah bahawa banyak kelebihannya membolehkannya mengelakkan banyak masalah ketika membina dan merancang litar sistem.Sebagai contoh, dalam reka bentuk litar bekalan kuasa bootstrap voltan tinggi, IR2110 dapat mengawal pelabuhan yang tinggi dan rendah, dengan itu mengurangkan jumlah bekalan kuasa memandu tambahan yang diperlukan.Angka di bawah menunjukkan litar separuh jambatan memandu cip pemandu IR2110.Ia semata-mata dan jelas menunjukkan prinsip bootstrapping litar memandu penggantungan tinggi.Antaranya, C1 adalah kapasitor bootstrap, VD1 adalah diod bootstrap, dan C2 adalah kapasitor penapis untuk voltan bekalan kuasa VCC.
Pertama, diharapkan kapasitor bootstrap C1 dapat menahan voltan VCC apabila S1 dimatikan.Apabila VM1 dihidupkan, VM2 dimatikan, dan HIN adalah tinggi, voltan VC1 digunakan di antara pintu dan sumber (atau pemancar) S1.Seterusnya, kapasitor bootstrap C1 akan dilepaskan melalui gelung yang dibentuk oleh RG1, VM1, pintu dan sumber, menjadikan VC1 sama dengan sumber voltan, dengan itu mencetuskan S1 untuk menghidupkan.
Sebaliknya, isyarat antara Hin dan Lin dianggap input pelengkap.Apabila Lin rendah, VM3 dilumpuhkan dan VM4 didayakan.Pada masa ini, pertuduhan akan cepat dilepaskan ke tanah melalui RG2 di pintu S2 dan cip di dalam sumber.Elektrik adalah sumber tenaga, dan semasa proses ini, masa mati akan memberi impak, memastikan S2 dimatikan sebelum S1 dihidupkan.
Apabila Hin rendah, VM1 dimatikan dan VM2 dihidupkan.Pada masa ini, pertuduhan di pintu gerbang S1 akan cepat dilepaskan melalui RG1 dan VM2, menyebabkan S1 dimatikan.Selepas masa mati yang singkat (TD), Lin naik ke tahap yang tinggi, menyebabkan S2 dihidupkan.Pada masa ini, voltan bekalan kuasa VCC mengenakan kapasitor bootstrap C1 melalui S2 dan VD1, menyebabkan kuasa kapasitor bootstrap C1 meningkat dengan cepat.Proses ini akan diulang secara berterusan, membentuk kitaran.
Permohonan IR2110
• Barang Putih
• Sistem komunikasi ruang dan satelit
• Pemandu Motor DC
• Sistem Pengurusan Bateri (BMS)
• Penyongsang gelombang sinus tulen
Apakah perbezaan antara IR2110 dan IR2113?
IR2110 dan IR2113 adalah kedua -dua cip pemandu yang dihasilkan oleh Infineon untuk suis kuasa memandu seperti MOSFET dan IGBT.Mereka digunakan dalam aplikasi elektronik kuasa untuk mengawal dan melindungi elemen beralih dalam litar.Walaupun fungsi asas mereka sama, terdapat beberapa perbezaan dalam aspek tertentu.Berikut adalah beberapa perbezaan utama antara IR2110 dan IR2113:
Aplikasi utama
IR2110 biasanya digunakan dalam penyongsang kuasa tinggi, pemacu AC dan pemacu motor kerana keupayaan dan kesesuaian pemacu yang tinggi untuk aplikasi kuasa tinggi.Walaupun IR2113 sesuai untuk aplikasi kuasa kecil dan sederhana seperti penyongsang tugas ringan, pemandu LED, dll.
Fungsi pin
IR2110 mempunyai pin input untuk kawalan masa mati, yang membolehkan anda menetapkan kelewatan antara elemen penukaran sisi tinggi dan rendah untuk mengelakkan silang silang.Walau bagaimanapun, IR2113 tidak mempunyai pin kawalan masa mati yang berdedikasi, tetapi fungsi yang sama dapat direalisasikan dengan litar luaran.
Susun atur pinout dan litar
LR2110 mempunyai pinout yang agak kompleks kerana struktur dwi-salurannya, yang memerlukan lebih banyak komponen luaran untuk mengkonfigurasi litar separuh jambatan atas dan bawah.LR2113 mempunyai pinout yang agak mudah kerana struktur tiga salurannya, menjadikannya sesuai untuk litar pemandu yang lebih mudah.
Keupayaan memandu output
IR2110 boleh menyediakan arus memandu yang tinggi di peringkat output, yang sesuai untuk memandu komponen pensuisan kuasa tinggi.IR2113 mempunyai keupayaan output yang agak rendah, yang sesuai untuk komponen pensuisan kuasa kecil dan sederhana.
Bilangan saluran output
IR2110 adalah pemandu dua saluran dengan dua saluran output bebas untuk memandu elemen penukaran separuh jambatan atas dan bawah.IR2113 adalah pemacu tiga saluran dengan tiga saluran output, dua daripadanya digunakan untuk elemen pensuisan sisi tinggi dan rendah, dan yang lain untuk bekalan kuasa tinggi atau bahagian rendah pilihan.
Bagaimana cara menggunakan IR2110 untuk memandu tiub MOSFET tunggal?
Langkah -langkah asas untuk menggunakan IR2110 untuk memandu satu MOSFET adalah seperti berikut.Pertama, kami menyambungkan pin VCC ke bekalan kuasa 5V atau 12V dan pin COM ke tanah.Seterusnya, kami menyambungkan sumber MOSFET ke tanah kuasa dan longkang ke beban litar.Kami kemudian menyambungkan pintu gerbang MOSFET ke salah satu pin HO atau LO dari IR2110, manakala pin yang lain perlu disambungkan ke tanah kuasa.Mengikut keperluan khusus litar, kami dapat mengoptimumkan prestasi litar dengan menyesuaikan masa kelewatan RC, kitaran tugas dan parameter lain IR2110.Untuk melindungi MOSFET dan IR2110, kita harus menambah mekanisme perlindungan, overvoltage, overemperature dan lain -lain ke litar.
Sila ambil perhatian bahawa walaupun litar memandu tiub MOSFET tunggal kelihatan mudah, ia masih perlu direka dengan teliti mengikut keperluan litar tertentu dan senario aplikasi untuk memastikan kestabilan dan kebolehpercayaan litar.Di samping itu, semasa operasi, kita harus mematuhi peraturan keselamatan dan prosedur operasi, dan berhati -hati dengan bahaya keselamatan yang berpotensi seperti kejutan elektrik dan litar pintas.
Soalan Lazim [Soalan Lazim]
1. Apakah IR2110 MOSFET?
IR2110/IR2113 adalah voltan tinggi, pemacu MOSFET kuasa tinggi dan pemacu IGBT dengan saluran output yang dirujuk oleh tinggi dan rendah.Teknologi CMOS imun HVIC dan selak proprietari membolehkan pembinaan monolitik yang ruggedized.Input logik bersesuaian dengan output CMOS atau LSTTL standard, hingga ke 3.3V logik.
2. Apakah voltan output IR2110?
Julat voltan bekalan operasi untuk IR2110 adalah 10 hingga 20 volt dan arus output ialah 2.5A.IR2210 boleh menahan voltan sehingga 500V (voltan offset).Pin outputnya boleh memberikan arus puncak sehingga 2 amperes.
3. Mengapa IR2110 digunakan?
IR2110 adalah IC pemandu sampingan yang paling popular dan rendah.Input logik IC ini serasi dengan output CMOS atau LSTTL standard.Pemandu output mempunyai tahap penampan semasa nadi yang tinggi yang direka untuk pengendalian silang pemandu minimum.Arus output maksimum untuk IC ini ialah 2.5A dan arus bekalan ialah 340μA.
4. Mengapa kita memerlukan pemandu MOSFET?
Pemandu pintu bermanfaat untuk operasi MOSFET kerana pemacu semasa semasa yang disediakan ke pintu masuk MOSFET mengurangkan masa beralih di antara peringkat on/off yang membawa kepada peningkatan kuasa MOSFET dan kecekapan terma.