IR2110: un guide complet des pilotes MOSFET et IGBT à haute puissance et IGBT
Catalogue
IR2110 est un circuit intégré de conduite de porte dédié à haute puissance et IGBT développé et mis sur le marché vers 1990 par American International Rectifier Company en utilisant son circuit intégré à haute tension unique et sa technologie CMOS sans porte.Il a été largement utilisé dans les champs d'entraînement tels que la conversion de puissance et la régulation de la vitesse du moteur.Ci-dessous, nous présenterons en détail les caractéristiques, les fonctions, les principes de travail et les applications de l'IR2110.
Description IR2110
IR2110 est un module de pilote intégré monolithique qui intègre des dispositifs à double canal, à porte, à haute tension et à haute vitesse.En raison de sa petite taille, de son faible coût, de son intégration élevée, de sa réponse rapide, de sa tension de biais élevée et de sa forte capacité de conduite, ce type de circuit intégré bootstrap a été largement utilisé dans la régulation de la vitesse du moteur, la conversion de puissance et d'autres applications d'alimentation depuis son introduction.Dans le domaine de la conduite, il est particulièrement adapté à la conduite MOSFET et IGBT.L'IR2110 utilise un circuit bootstrap avancé et une technologie de conversion de niveau, ce qui simplifie considérablement les exigences de contrôle des dispositifs d'alimentation par les circuits logiques, permettant à chaque paire de MOSFET (transistors supérieurs et inférieurs) de partager un IR2110, et tous les IR2110 peuvent partager une alimentation électrique indépendante.Pour un onduleur de pont triphasé typique composé de 6 tubes, seuls 3 pièces d'IR2110 peuvent être utilisées pour entraîner 3 bras de pont, et une seule alimentation de 10V à 20V est nécessaire.Une telle conception réduit considérablement la taille du circuit d'entraînement et le nombre d'alimentation dans les applications d'ingénierie, simplifie la structure du système et améliore ainsi la fiabilité du système.
Alternatives et équivalents:
• IR2110L4
• TC4467EPD
Fonctions principales de l'IR2110
IR2110 a les fonctions principales suivantes:
• Double signaux d'entrée, prenant en charge quatre modes de contrôle différents
• Une forte capacité anti-interférence et une compatibilité électromagnétique peuvent s'adapter à une variété d'environnements opérationnels durs
• Circuit de pompe de charge intégré pour fournir une tension de conduite latérale élevée pour améliorer la capacité de sortie
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• Protection de court-circuit intégrée, protection contre la température, protection contre la tension, protection sous tension et protection contre les accidents de la tension et autres mécanismes de protection
Diagramme de bloc fonctionnel de l'IR2110
Résumé des fonctionnalités
• DV / DT IMMUNIFICATION
• Sorties en phase avec des entrées
• Verrouillage sous tension pour les deux canaux
• Plux d'alimentation de la conduite de porte de 10V à 20 V
• Logique et mise au terrain d'alimentation + / - 5 V Offset
• 3,3 V Logique compatible
• Plage d'alimentation logique séparée de 3,3 V à 20 V
• Entièrement opérationnel à +500 V
• Version entièrement opérationnelle à +600 V disponible (IR2113)
• Logique d'arrêt du cycle par cycle du cycle
• Entrées déclenchées par CMOS Schmitt avec traction
• Délai de propagation apparié pour les deux canaux
• Canal flottant conçu pour l'opération de bootstrap
Principe de travail de l'IR2110
IR2110 se compose principalement de trois parties: conversion de niveau, entrée logique et protection de sortie.La raison pour laquelle l'IR2110 est si populaire est que ses nombreux avantages lui permettent d'éviter de nombreux problèmes lors de la construction et de la conception de circuits système.Par exemple, dans la conception de circuits d'alimentation flottants flottants à haute tension, l'IR2110 peut contrôler efficacement les ports élevés et bas, réduisant ainsi considérablement le nombre d'alimentation supplémentaires d'alimentation de conduite requise.La figure ci-dessous montre le circuit à demi-pont de conduite de la puce de pilote IR2110.Il démontre simplement et clairement le principe de l'amorçage du circuit de conduite de suspension élevée.Parmi eux, C1 est le condensateur bootstrap, VD1 est la diode bootstrap, et C2 est le condensateur de filtre pour la tension d'alimentation VCC.
Premièrement, il est prévu que le condensateur Bootstrap C1 puisse résister à la tension de VCC lorsque S1 est éteint.Lorsque VM1 est allumé, VM2 est désactivé et Hin est élevé, la tension VC1 est appliquée entre la porte et la source (ou émetteur) de S1.Par la suite, le condensateur Bootstrap C1 sera déchargé à travers une boucle formée par RG1, VM1, Gate et Source, ce qui rend VC1 égal à la source de tension, déclenchant ainsi S1 pour s'activer.
D'un autre côté, les signaux entre Hin et Lin sont considérés comme des entrées complémentaires.Lorsque Lin est faible, VM3 est désactivé et VM4 est activé.À l'heure actuelle, la charge sera rapidement rejetée au sol à travers le RG2 dans la porte S2 et la puce à l'intérieur de la source.L'électricité est une source d'énergie, et pendant ce processus, le temps mort aura un impact, garantissant que S2 est désactivé avant l'allumage du S1.
Lorsque Hin est faible, VM1 est éteint et VM2 est activé.À l'heure actuelle, la charge dans la porte de S1 sera rapidement déchargée via RG1 et VM2, provoquant la désactivation de S1.Après un temps mort (TD), Lin monte à un niveau élevé, provoquant une activité de S2.À l'heure actuelle, la tension d'alimentation VCC facture le condensateur Bootstrap C1 à S2 et VD1, provoquant une augmentation rapide du condensateur Bootstrap C1.Ce processus sera répété en continu, formant un cycle.
Application de l'IR2110
• produits blancs
• Systèmes de communication de l'espace et des satellites
• Conducteur de moteur CC
• Système de gestion des batteries (BMS)
• Onduleur d'onde sinusoïdale pure
Quelle est la différence entre IR2110 et IR2113?
IR2110 et IR2113 sont tous deux des puces de pilote produites par Infineon pour conduire des commutateurs d'alimentation tels que les MOSFET et les IGBT.Ils sont utilisés dans les applications électroniques de puissance pour contrôler et protéger les éléments de commutation dans les circuits.Bien que leurs fonctions de base soient similaires, il existe certaines différences dans certains aspects.Voici quelques-unes des principales différences entre l'IR2110 et l'IR2113:
Applications principales
L'IR2110 est couramment utilisé dans les onduleurs à haute puissance, les disques AC et les lecteurs moteurs en raison de sa capacité de conduite élevée et de sa pertinence pour les applications à haute puissance.Tandis que l'IR2113 convient aux applications de petite et moyenne puissance telles que les onduleurs de service léger, les conducteurs LED, etc.
Fonction PIN
L'IR2110 a une broche d'entrée pour le contrôle du temps mort, ce qui vous permet de définir le retard entre les éléments de commutation à côte élevé et à faible côté pour éviter la conduction croisée.Cependant, l'IR2113 n'a pas de broche de commande à temps mort dédié, mais une fonction similaire peut être réalisée avec des circuits externes.
Pinout et disposition du circuit
Le LR2110 a une broche relativement complexe en raison de sa structure à double canal, nécessitant des composants plus externes pour configurer les circuits de demi-pont supérieur et inférieur.LR2113 a une broche relativement simple en raison de sa structure à trois canaux, ce qui le rend adapté à des circuits de pilote plus simplifiés.
Capacité de conduite de sortie
IR2110 peut fournir un courant de conduite élevé au stade de sortie, ce qui convient à la conduite de composants de commutation à haute puissance.L'IR2113 a une capacité de sortie relativement faible, qui convient aux composants de commutation de petite et moyenne puissance.
Nombre de canaux de sortie
IR2110 est un pilote à deux canaux avec deux canaux de sortie indépendants pour conduire des éléments de commutation à demi-pont supérieur et inférieur.L'IR2113 est un pilote à trois canaux avec trois canaux de sortie, dont deux sont utilisés pour les éléments de commutation à côte élevé et à faible côté, et l'autre pour les alimentations en option de haut ou de faible côté.
Comment utiliser IR2110 pour conduire un seul tube MOSFET?
Les étapes de base à utiliser IR2110 pour conduire un seul MOSFET sont les suivantes.Tout d'abord, nous connectons la broche VCC à une alimentation 5V ou 12V et la broche COM à la terre.Ensuite, nous connectons la source du MOSFET au sol de puissance et le drain à la charge du circuit.Nous connectons ensuite la porte du MOSFET à l'une des broches HO ou LoU de l'IR2110, tandis que l'autre broche doit être connectée à la masse de puissance.Selon les besoins spécifiques du circuit, nous pouvons optimiser les performances du circuit en ajustant le temps de retard RC, le cycle de service et d'autres paramètres de l'IR2110.Afin de protéger le MOSFET et l'IR2110, nous devons ajouter des mécanismes de surintensité, de surtension, de surchauffe et d'autres mécanismes de protection au circuit.
Veuillez noter que bien que le circuit de conduite d'un seul tube MOSFET semble simple, il doit encore être soigneusement conçu en fonction des exigences de circuit spécifiques et des scénarios d'application pour assurer la stabilité et la fiabilité du circuit.De plus, pendant le fonctionnement, nous devons strictement respecter les réglementations de sécurité et les procédures de fonctionnement, et se méfier des risques potentiels de sécurité tels que le choc électrique et le court-circuit.
Questions fréquemment posées [FAQ]
1. Qu'est-ce que le MOSFET IR2110?
Les IR2110 / IR2113 sont des pilotes MOSFET à haute tension, à haute vitesse et IGBT avec des channeaux de sortie référencés de haut et bas indépendants.Les technologies de CMOS immunitaire HVIC et verrure propriétaire permettent une construction monolithique robuste.Les entrées logiques sont compatibles avec la sortie CMOS ou LSTTL standard, jusqu'à la logique de 3,3 V.
2. Quelle est la tension de sortie de l'IR2110?
La plage de tension d'alimentation de fonctionnement pour IR2110 est de 10 à 20 volts et le courant de sortie est de 2,5 A.IR2210 peut résister à une tension jusqu'à 500 V (tension décalée).Ses broches de sortie peuvent fournir un courant de pointe allant jusqu'à 2 ampères.
3. Pourquoi IR2110 est-il utilisé?
IR2110 est le CI le plus populaire et le plus bas du conducteur latéral.Les entrées logiques de ce CI sont compatibles avec les sorties CMOS ou LSTTL standard.Les pilotes de sortie comportent une étape de tampon à courant d'impulsion élevé conçu pour une conduction croisée minimale du pilote.Le courant de sortie maximal pour ce CI est de 2,5 A et le courant d'alimentation est de 340 µA.
4. Pourquoi avons-nous besoin de pilotes MOSFET?
Les conducteurs de grille sont bénéfiques pour le fonctionnement du MOSFET car le lecteur à courant élevé fourni à la porte MOSFET diminue le temps de commutation entre les étapes de porte / désactivation, ce qui entraîne une puissance de MOSFET accrue et une efficacité thermique.