ir2110中文資料詳解_引腳圖及功能_工作原理_內部結構及應用電路

在功率變換裝置中，根據主電路的結構，起功率開關器件一般採用直接驅動和隔離驅動兩種方式。美國IR公司生產的IR2110驅動器，兼有光耦隔離和電磁隔離的優點，是中小功率變換裝置中驅動器件的首選。

IR2110的特點：

（1）具有獨立的低端和高端輸入通道。

（2）懸浮電源採用自舉電路，其高端工作電壓可達500V。

（3）輸出的電源端（腳3）的電壓範圍為10—20V。

（4）邏輯電源的輸入範圍（腳9）5—15V，可方便的與TTL，CMOS電平相匹配，而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有V的便移量。

（5）工作頻率高，可達500KHz。

（6）開通、關斷延遲小，分別為120ns和94ns。

（7）圖騰柱輸出峰值電流2A。

一、ir2110中文資料詳解_ir2110引腳圖及功能

1、ir2110引腳圖

2、ir2110引腳功能

LO（引腳1）：低端輸出

COM（引腳2）：公共端

Vcc（引腳3）：低端固定電源電壓

Nc（引腳4）：空端

Vs（引腳5）：高端浮置電源偏移電壓

VB（引腳6）：高端浮置電源電壓

HO（引腳7）：高端輸出

Nc（引腳8）：空端

VDD（引腳9）：邏輯電源電壓

HIN（引腳10）：邏輯高端輸入

SD（引腳11）：關斷

LIN（引腳12）：邏輯低端輸入

Vss（引腳13）：邏輯電路地電位端，其值可以為0V

Nc（引腳14）：空端

3、IR2110及相關型號封裝外形

二、ir2110中文資料詳解_ir2110內部結構

R2110的內部結構和工作原理框圖如圖所示。圖中HIN和LIN為逆變橋中同一橋臂上下兩個功率MOS的驅動脈衝信號輸入端。SD為保護信號輸入端，當該腳接高電平時，IR2110的輸出信號全被封鎖，其對應的輸出端恆為低電平；而當該腳接低電平時，IR2110的輸出信號跟隨HIN和LIN而變化，在實際電路裡，該端接用戶的保護電路的輸出。HO和LO是兩路驅動信號輸出端，驅動同一橋臂的MOSFET。

三、ir2110中文資料詳解_ir2110工作原理

IR2110內部功能由三部分組成：邏輯輸入；電平平移及輸出保護。如上所述IR2110的特點，可以為裝置的設計帶來許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的設計，可以大大減少驅動電源的數目，即一組電源即可實現對上下端的控制。

四、ir2110中文資料詳解_ir2110應用電路 1、IR2110自舉電路設計

IR2110驅動半橋的電路如圖所示，其中C1，VD1分別為自舉電容和自舉二極體，C2為VCC的濾波電容。假定在S1關斷期間C1已經充到足夠的電壓（VC1VCC）。

當HIN為高電平時如圖4.19：VM1開通，VM2關斷，VC1加到S1的柵極和源極之間，C1通過VM1，Rg1和柵極和源極形成迴路放電，這時C1就相當於一個電壓源，從而使S1導通。由於LIN與HIN是一對互補輸入信號，所以此時LIN為低電平，VM3關斷，VM4導通，這時聚集在S2柵極和源極的電荷在晶片內部通過Rg2迅速對地放電，由於死區時間影響使S2在S1開通之前迅速關斷。當HIN為低電平時如圖4.20：VM1關斷，VM2導通，這時聚集在S1柵極和源極的電荷在晶片內部通過Rg1迅速放電使S1關斷。經過短暫的死區時間LIN為高電平，VM3導通，VM4關斷使VCC經過Rg2和S2的柵極和源極形成迴路，使S2開通。在此同時VCC經自舉二極體，C1和S2形成迴路，對C1進行充電，迅速為C1補充能量，如此循環反覆。

2、帶電平箝位的IR2110驅動電路

針對IR2110的不足，對輸出驅動電路進行了改進，可以採用在柵極限流電阻上反並聯一個二極體，但在大功率的環境下不太明顯。本文介紹的第一種方法就是下面如圖所示電路。在關斷期間將柵極驅動電平箝位到零電平。在橋臂上管開通期間驅動信號使Q1導通、Q2截止，正常驅動。上管關斷期間，Q1截止，Q2柵極高電平，導通，將上管柵極電位拉到低電平（三極體的飽和壓降）。這樣，由於密勒效應產生的電流從Q2中流過，柵極驅動上的毛刺可以大大的減小。下管工作原理與上管完全相同，不再累述。

3、IR2110負壓產生電路

在大功率IGBT場合，各路驅動電源獨立，集成驅動晶片一般都有產生負壓得功能，如EXB841系列，M57957系列等，在IGBT關斷期間柵極上施加一個負電壓，一般為－3～－5V。其作用也是為了增強IGBT關斷的可靠性。防止由於密勒效應而造成的誤導通。IR2110晶片內部雖然沒有產生負壓功能，但可以通過外加幾個無源器件來實現產生負壓得功能，如圖所示。在上下管驅動電路中均加上由電容和5V穩壓管組成的負壓電路。

其工作原理為：電源電壓為20V，在上電期間，電源通過Rg給Cg充電，Cg保持5V的電壓，在LIN為高電平的時候，LO輸出0V，此時S2柵極上的電壓為－5V，從而實現了關斷時負壓。

對於上管S1，HIN為高電平時，HO輸出為20V，加在柵極上的電壓為15V。當HIN為低電平時，HO輸出0V，S1柵極為－5V。

IGBT為電壓型驅動器件，所以負壓負壓電容C5，C6上的電壓波動較小，維持在5V，自舉電容上的電壓也維持在20V左右，只在下管S2導通的瞬間有一個短暫的充電過程。

IGBT的導通壓降一般小於3V，負壓電容C5的充電在S2導通時完成。對於C5，C6的選擇，要求大於IGBT柵極輸入寄生電容Ciss。自舉電容電電路中的二極體D1必須是快恢復二極體，應留有足夠的電流餘量。此電路與一般的帶負壓驅動晶片產生負壓原理相同，直流母線上疊加了5V的電壓。

4、IR2110結合隔離變壓器電路

上面2種方法已經得到了廣泛的應用，但是也有他的缺點，首先電路比最簡單的應用電路要複雜的多，其次所用的器件數目增多，成本增加，再次效果也並不是非常好，這主要是因為IR2110晶片本身很容易受到開關管的影響。

負載增大，電壓升高，IR2110的輸出波形就會變得很混亂，所以用常規的變壓器隔離和IR2110結合起來使用其電路圖如6所示，這種電路結合了經典電路的部分內容，大大地減小了負載對驅動的影響，可以用於大功率場合，電路也比較簡單，非常實用。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴