IR2110: Kompleksowy przewodnik po MOSFET MOSFET i IGBT

Katalog

IR2110 jest rozwiniętym obwodem zintegrowanym dedykowanym napędem bramowym o dużej mocy i IGBT, opracowanym na rynku około 1990 r. Przez amerykańską międzynarodową firmę prostownika, wykorzystującą unikalną technologię zintegrowanego obwodu wysokiego napięcia i bez drzwi CMOS.Był szeroko stosowany w polach napędu mocy, takich jak konwersja mocy i regulacja prędkości silnika.Poniżej szczegółowo wprowadzimy cechy, funkcje, zasadę pracy i zastosowania IR2110.

IR2110 Opis

IR2110 to monolityczny zintegrowany moduł sterownika, który integruje podwójny kanał, sterownik bramki, wysokie napięcie i szybkie urządzenia zasilania.Ze względu na małą wielkość, niską, wysoką integrację, szybką reakcję, wysokie napięcie odchylenia i silne możliwości jazdy, ten rodzaj zintegrowanego obwodu bootstrap był szeroko stosowany w regulacji prędkości silnika, konwersji mocy i innych zastosowaniach mocy od jego wprowadzenia.W dziedzinie jazdy jest szczególnie odpowiednia do napędu mocy MOSFET i IGBT.IR2110 wykorzystuje zaawansowaną technologię konwersji obwodu i konwersji poziomów, która znacznie upraszcza wymagania sterowania urządzeń energetycznych przez obwody logiczne, umożliwiając każdą parę MOSFET (górne i niższe tranzystory) do dzielenia się IR2110, a wszystkie IR2110 mogą podzielić się niezależnym zasilaniem.W przypadku typowego trójfazowego falownika złożonego z 6 rur można użyć tylko 3 sztuk IR2110 do prowadzenia 3 ramion mostowych i potrzebny jest tylko jeden zasilacz od 10 do 20 V.Taki projekt znacznie zmniejsza rozmiar obwodu napędowego i liczbę zasilaczy w aplikacjach inżynieryjnych, upraszcza strukturę systemu, a tym samym poprawia niezawodność systemu.

Alternatywy i odpowiedniki:

• • IR2110L4

• • IR2110PBF

• • IRS2112pbf

• • IRS21814pbf

• TC4467epd

Główne funkcje IR2110

IR2110 ma następujące główne funkcje:

• Podwójne sygnały wejściowe, obsługujące cztery różne tryby sterowania

• Silna zdolność przeciw interferencji i kompatybilność elektromagnetyczna może dostosować się do różnych trudnych środowisk operacyjnych

• Wbudowany obwód pompy ładowania, aby zapewnić wysokie napięcie jazdy w celu zwiększenia możliwości wyjściowych

• Obsługuj napęd o wysokim napięciu, szybki, może napędzać IGBT, MOSFET i inne rurki do przełączania zasilania

• Wbudowana ochrona zwarcia, ochrona nadmiernej temperatury, ochrona nad napięciem, ochrona przed napięciem i nadmierne prąd i inne mechanizmy ochrony

Funkcjonalny schemat blokowy IR2110

Podsumowanie funkcji

• DV/dt odporność

• Wyjścia w fazie z wejściami

• Blokada podnapietowa dla obu kanałów

• Zakres dostaw napędu bramki od 10 V do 20 V

• Offset logiki i zasilania + /- 5 V

• Kompatybilna logika 3,3 V

• Oddzielny zakres zasilania logiki od 3,3 V do 20 V

• W pełni działający na +500 v

• Dostępna wersja w pełni operacyjna do +600 V (IR2113)

• Cykl przez logikę wyłączania wycofania krawędzi cyklu

• Wejścia wyzwalane przez CMOS Schmitt z rozciągnięciem

• Dopasowane opóźnienie propagacji dla obu kanałów

• pływający kanał zaprojektowany do działania bootstrap

Zasada pracy IR2110

IR2110 składa się głównie z trzech części: konwersji poziomu, wprowadzania logiki i ochrony wyjściowej.Powodem, dla którego IR2110 jest tak popularny, jest to, że jego wiele zalet pozwala uniknąć wielu problemów przy budowaniu i projektowaniu obwodów systemowych.Na przykład, w projektowaniu wysokiego napięcia o pływających obwodach zasilających bootstrap, IR2110 może skutecznie kontrolować wysokie i niskie porty, tym samym znacznie zmniejszając liczbę wymaganych dodatkowych zasilaczy.Poniższy rysunek pokazuje obwód napędowy układu sterownika IR2110.Po prostu i wyraźnie pokazuje zasadę ładowania początkowego obwodu napędowego o wysokiej zawartości zawieszenia.Wśród nich C1 to kondensator bootstrap, VD1 jest diodą bootstrap, a C2 jest kondensatorem filtra dla napięcia zasilającego VCC.

Po pierwsze, oczekuje się, że kondensator bootstrap C1 może wytrzymać napięcie VCC, gdy S1 jest wyłączone.Gdy VM1 jest włączony, VM2 jest wyłączone, a Hin jest wysoki, napięcie VC1 jest stosowane między bramą a źródłem (lub emiterem) S1.Następnie kondensator bootstrap C1 zostanie rozładowany przez pętlę utworzoną przez RG1, VM1, Gate i Source, co czyni VC1 równą źródle napięcia, co wywołuje S1 do włączenia.

Z drugiej strony sygnały między Hin i Lin są uważane za uzupełniające się wejścia.Gdy LIN jest niski, VM3 jest wyłączony, a VM4 jest włączony.W tej chwili ładunek zostanie szybko zwolniony na ziemię przez RG2 w bramie S2 i układu wewnątrz źródła.Energia elektryczna jest źródłem energii, a podczas tego procesu czas martwy będzie miał wpływ, zapewniając, że S2 zostanie wyłączone przed włączeniem S1.

Gdy Hin jest niski, VM1 jest wyłączone, a VM2 jest włączany.W tym czasie ładunek w bramie S1 zostanie szybko zwolniony przez RG1 i VM2, powodując wyłączenie S1.Po krótkim czasie (TD) Lin wzrasta na wysoki poziom, powodując włączenie S2.W tym czasie napięcie zasilające VCC ładuje kondensator bootstrap C1 do S2 i VD1, powodując gwałtowny wzrost mocy kondensatora bootstrap C1.Proces ten będzie powtarzany w sposób ciągły, tworząc cykl.

Zastosowanie IR2110

• Białe towary

• Systemy komunikacji kosmicznej i satelitarnej

• Silnik DC

• System zarządzania akumulatorami (BMS)

• Pure Sinove Falter

Jaka jest różnica między IR2110 a IR2113?

Zarówno IR2110, jak i IR2113 to wióry sterowników wytwarzane przez Infineon do przełączników zasilania, takie jak MOSFET i IGBT.Są one używane w zastosowaniach elektroniki energetycznej do sterowania i ochrony elementów przełączających w obwodach.Chociaż ich podstawowe funkcje są podobne, istnieją pewne różnice w niektórych aspektach.Oto niektóre z głównych różnic między IR2110 i IR2113:

Główne aplikacje

IR2110 jest powszechnie stosowany w falownikach o dużej mocy, napędach prądu przemiennego i napędach silnikowych ze względu na jego możliwości napędu i przydatności do zastosowań o dużej mocy.Podczas gdy IR2113 jest odpowiednie do zastosowań o małej i średniej mocy, takich jak lekkie falowniki, sterowniki LED itp.

Funkcja pin

IR2110 ma szpilkę wejściową do sterowania w czasie martwym, co pozwala ustawić opóźnienie między elementami przełączania o wysokiej i niskiej i niskiej pozycji, aby uniknąć kondycji krzyżowej.Jednak IR2113 nie ma dedykowanego pinu sterowania w czasie martwego, ale podobną funkcję można zrealizować za pomocą obwodów zewnętrznych.

Układ pinout i obwodu

LR2110 ma stosunkowo złożony pinout ze względu na jego podwójną strukturę, wymagając większej liczby komponentów zewnętrznych do konfigurowania górnych i dolnych obwodów przyrodniego mostka.LR2113 ma stosunkowo prosty pinout ze względu na swoją trójbanową strukturę, dzięki czemu nadaje się do bardziej uproszczonych obwodów sterowników.

Możliwość jazdy wyjściowej

IR2110 może zapewnić wysoki prąd napędowy na etapie wyjściowym, który jest odpowiedni do napędzania komponentów przełączania o dużej mocy.IR2113 ma stosunkowo niską zdolność wyjściową, która jest odpowiednia dla komponentów przełączania małych i średnich zasilania.

Liczba kanałów wyjściowych

IR2110 to dwukanałowy sterownik z dwoma niezależnymi kanałami wyjściowymi do prowadzenia górnych i dolnych elementów przełączania na przyrodnie mostku.IR2113 jest trójboleowym sterownikiem z trzema kanałami wyjściowymi, z których dwa są używane do elementów przełączania o wysokiej i niskiej i niskiej pozycji, a drugi dla opcjonalnych zasilaczy o wysokiej lub niskiej lub niskiej.

Jak użyć IR2110 do napędzania pojedynczej rurki MOSFET?

Podstawowe kroki używania IR2110 do napędzania pojedynczego MOSFET są następujące.Najpierw podłączamy PIN VCC z zasilaczem 5 V lub 12 V i pinem do uziemienia.Następnie podłączamy źródło MOSFET do uziemienia zasilania i odpływem do obciążenia obwodu.Następnie podłączamy bramę MOSFET do jednego z szpilek HO lub Lo IR2110, podczas gdy drugi szpilka musi być podłączona do gruntu zasilania.Zgodnie z konkretnymi potrzebami obwodu możemy zoptymalizować wydajność obwodu, dostosowując czas opóźnienia RC, cykl pracy i inne parametry IR2110.Aby chronić MOSFET i IR2110, powinniśmy dodać do obwodu nadprąd, przepięcie, wyprzedzenie i inne mechanizmy ochrony.

Należy pamiętać, że chociaż obwód jazdy pojedynczej rurki MOSFET wydaje się prosty, nadal należy go starannie zaprojektować zgodnie z określonymi wymaganiami obwodowymi i scenariuszami zastosowania, aby zapewnić stabilność i niezawodność obwodu.Ponadto podczas pracy powinniśmy ściśle przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i procedur operacyjnych oraz uważaj na potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa, takie jak porażenie elektryczne i zwarcie.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Co to jest IR2110 MOSFET?

IR2110/IR2113 to wysokie napięcie, silnik mocy wysokiej prędkości i sterowniki IGBT z niezależnymi odwołanymi przez wysokie i niskie po stronie chanli wyjściowych.Zastrzeżone technologie CMOS HVIC i zatrzasków umożliwiają wytrzymałą konstrukcję monolityczną.Wejścia logiczne są kompatybilne ze standardowym wyjściem CMOS lub LSTTL, do logiki do 3,3 V.

2. Jakie jest napięcie wyjściowe IR2110?

Zakres napięcia zasilania roboczego dla IR2110 wynosi od 10 do 20 woltów, a prąd wyjściowy wynosi 2,5A.IR2210 może wytrzymać napięcie do 500 V (napięcie przesunięcia).Jego punkty wyjściowe mogą zapewnić prąd szczytowy do 2 amperów.

3. Dlaczego jest używany IR2110?

IR2110 jest najpopularniejszym IC kierowcą o wysokiej i niskiej stronie.Wejścia logiczne tego IC są kompatybilne ze standardowymi wyjściami CMOS lub LSTTL.Sterowniki wyjściowe mają wysoki etap bufora prądu impulsowego zaprojektowany dla minimalnego kondycji sterownika.Maksymalny prąd wyjściowy dla tego IC wynosi 2,5A, a prąd zasilania 340µA.

4. Dlaczego potrzebujemy sterowników MOSFET?

Sterowniki bram są korzystne dla działania MOSFET, ponieważ napęd o wysokiej prądu dostarczany do bramki MOSFET zmniejsza czas przełączania między stadiami włączania/wyłączania bramki, co prowadzi do zwiększonej mocy MOSFET i wydajności cieplnej.