Infineon IR2110STRPBF柵極驅(qū)動器IC中文資料

一、型號與類型

Infineon IR2110STRPBF是一款高性能的柵極驅(qū)動器IC，由國際知名的半導(dǎo)體制造商Infineon（英飛凌）生產(chǎn)。該IC屬于柵極驅(qū)動器類別，專為高電壓、高速功率MOSFET和IGBT設(shè)計，提供了獨立的高、低側(cè)參考輸出通道。IR2110STRPBF以其獨特的浮動通道設(shè)計和自舉電路技術(shù)，在電機調(diào)速、電源變換等功率驅(qū)動領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

　　廠商名稱：Infineon

　　元件分類：柵極驅(qū)動IC

　　中文描述： 500V高邊和低邊柵極驅(qū)動器IC，具有關(guān)斷功能

　　英文描述： Infineon IR2110STRPBF Dual High and Low Side MOSFET Power Driver，2.5A 16-Pin，SOIC

　　數(shù)據(jù)手冊：http://www.kmzr.net.cn/data/k01-444494-IR2110STRPBF.html

　　在線購買：立即購買

　　IR2110STRPBF概述

　　EiceDRIVER?500 V高邊及低邊柵極驅(qū)動器IC，用于IGBT和MOSFET，具有典型的2.5 A拉電流和2.5 A灌電流，采用16引腳SOIC封裝和電平轉(zhuǎn)換技術(shù)。也有14引腳PDIP封裝可選。

　　特征描述

　　專為自舉操作設(shè)計的浮動通道

　　完全運行時的電壓高達+500 V

　　提供完全運行時的電壓高達+600 V的版本(IR2113S)

　　不受dV/dt影響

　　柵極驅(qū)動電源范圍：10至20V

　　雙通道欠壓鎖定

　　3 V邏輯兼容

　　獨立的邏輯供電電壓范圍：3 V至20 V

　　邏輯和電源接地+/-5V偏移

　　具有下拉的CMOS施密特觸發(fā)輸入

　　逐周期邊緣觸發(fā)關(guān)斷邏輯

　　雙通道的匹配傳播延遲

　　輸出與輸入同相

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　太陽能系統(tǒng)解決方案

　　IR2110STRPBF中文參數(shù)

　　制造商:Infineon

　　產(chǎn)品種類:門驅(qū)動器

　　產(chǎn)品:IGBT，MOSFET Gate Drivers

　　類型:High-Side，Low-Side

　　安裝風(fēng)格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:SOIC-16

　　激勵器數(shù)量:2 Driver

　　輸出端數(shù)量:2 Output

　　輸出電流:2.5 A

　　電源電壓-最小:10 V

　　電源電壓-最大:20 V

　　上升時間:35 ns

　　下降時間:25 ns

　　最小工作溫度:-40 C

　　最大工作溫度:+125 C

　　邏輯類型:CMOS，TTL

　　最大關(guān)閉延遲時間:94 ns

　　最大開啟延遲時間:120 ns

　　濕度敏感性:Yes

　　工作電源電流:340 uA

　　Pd-功率耗散:1.25 W

　　產(chǎn)品類型:Gate Drivers

　　傳播延遲—最大值:150 ns

　　IR2110STRPBF引腳圖

二、工作原理

IR2110STRPBF的工作原理基于其內(nèi)部集成的先進自舉電路和電平轉(zhuǎn)換技術(shù)。該芯片通過兩個獨立的通道（高側(cè)和低側(cè)）來驅(qū)動功率MOSFET或IGBT，實現(xiàn)了對高、低側(cè)功率器件的精準(zhǔn)控制。其內(nèi)部功能主要分為邏輯輸入、電平平移及輸出保護三部分。

1. 邏輯輸入：芯片通過外部引腳接收邏輯信號，這些信號可以是TTL或CMOS電平。邏輯輸入信號經(jīng)過內(nèi)部施密特觸發(fā)器進行整形和濾波，以確保信號的穩(wěn)定性和可靠性。

2. 電平平移：由于高側(cè)功率器件的柵極需要相對于其源極較高的電壓才能導(dǎo)通，而低側(cè)功率器件則相對簡單，因此IR2110STRPBF內(nèi)部集成了電平平移電路。該電路能夠?qū)⒌碗娖降倪壿嬓盘栟D(zhuǎn)換為適合高側(cè)功率器件的高電平信號，從而實現(xiàn)對高側(cè)功率器件的有效驅(qū)動。

3. 輸出保護：為了保護功率器件免受損壞，IR2110STRPBF在輸出端集成了保護電路。這些保護電路能夠在檢測到異常情況（如過流、過壓等）時迅速切斷輸出，從而保護功率器件不受損害。

在具體應(yīng)用中，IR2110STRPBF的自舉電路是關(guān)鍵部分。該電路利用一個自舉電容和一個自舉二極管，在功率器件的柵極和源極之間形成一個懸浮電源。當(dāng)高側(cè)功率器件導(dǎo)通時，自舉電容通過自舉二極管和功率器件的柵極放電，從而為高側(cè)功率器件提供所需的柵極電壓。這種設(shè)計大大簡化了驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，降低了成本，并提高了系統(tǒng)的可靠性。

三、特點

1. 浮動通道設(shè)計：IR2110STRPBF采用浮動通道設(shè)計，使得其高側(cè)通道能夠工作在高電壓環(huán)境下（最高可達500V或600V），而無需額外的隔離電路。這種設(shè)計不僅簡化了電路結(jié)構(gòu)，還提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。

2. 自舉電路技術(shù)：內(nèi)部集成的自舉電路能夠利用自舉電容和自舉二極管在功率器件的柵極和源極之間形成懸浮電源，從而實現(xiàn)對高側(cè)功率器件的有效驅(qū)動。這種技術(shù)大大降低了對外部電源的需求，并提高了系統(tǒng)的整體效率。

3. 高電壓、高速性能：作為一款高電壓、高速功率MOSFET和IGBT驅(qū)動器，IR2110STRPBF具有優(yōu)異的電氣性能。其輸出電流可達2.5A（部分資料為2A），工作頻率可達500KHz，開通和關(guān)斷延遲時間分別為120ns和94ns（部分資料為上升時間35ns，下降時間25ns），滿足了大多數(shù)功率驅(qū)動應(yīng)用的需求。

4. 寬邏輯電源范圍：IR2110STRPBF的邏輯電源輸入范圍廣泛，從3.3V到20V均可兼容。這使得該芯片能夠輕松與各種邏輯電路接口匹配，提高了系統(tǒng)的靈活性和兼容性。

5. 耐受負(fù)瞬態(tài)電壓和dV/dt免疫：該芯片具有良好的耐受負(fù)瞬態(tài)電壓和dV/dt免疫能力，能夠在惡劣的電氣環(huán)境下穩(wěn)定工作，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

四、應(yīng)用

IR2110STRPBF廣泛應(yīng)用于各種功率驅(qū)動領(lǐng)域，包括但不限于電機調(diào)速、電源變換、逆變器等。在電機調(diào)速系統(tǒng)中，IR2110STRPBF能夠精確控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)高效、平穩(wěn)的調(diào)速效果；在電源變換系統(tǒng)中，該芯片能夠穩(wěn)定輸出高質(zhì)量的直流或交流電源，滿足各種負(fù)載的需求；在逆變器系統(tǒng)中，IR2110STRPBF則能夠驅(qū)動多個功率器件構(gòu)成逆變橋，實現(xiàn)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的功能。

五、參數(shù)

以下是IR2110STRPBF的主要參數(shù)：

• 品牌：Infineon（英飛凌）

• 產(chǎn)品分類：柵極驅(qū)動器IC

• 通道類型：Independent（獨立）

• 驅(qū)動器數(shù)：2

• 柵極類型：IGBT, N-Channel MOSFET

• 邏輯電壓：3.3V至20V（兼容多種邏輯電平，便于與不同控制系統(tǒng)接口）

• 電源電壓范圍：高側(cè)浮動電源電壓最高可達600V（具體值依據(jù)型號和封裝，部分資料提及500V），低側(cè)邏輯電源電壓如前所述為3.3V至20V。

• 輸出電流能力：每個通道的最大輸出電流可達2.5A（或根據(jù)具體數(shù)據(jù)手冊可能有所不同），足以驅(qū)動大多數(shù)中小功率的MOSFET和IGBT。

• 開關(guān)速度：低延遲的開通和關(guān)斷特性，通常開通延遲（t_on）和關(guān)斷延遲（t_off）分別為數(shù)十納秒級別，具體值如之前所述（如上升時間35ns，下降時間25ns），這有助于實現(xiàn)高頻開關(guān)應(yīng)用。

• 工作溫度范圍：-40°C至+125°C（工業(yè)級溫度范圍），適合在大多數(shù)環(huán)境條件下工作。

• 封裝形式：常見封裝有SOIC-14、DIP-14等，具體封裝形式依據(jù)購買的產(chǎn)品型號而定，不同的封裝形式可能影響到PCB布局和散熱設(shè)計。

• 保護功能：內(nèi)置過溫保護、欠壓鎖定（UVLO）等保護功能，確保在異常情況下自動關(guān)閉輸出，保護功率器件和電路不受損壞。

• dV/dt免疫能力：高dV/dt免疫能力意味著該芯片能夠在高頻率和高電壓變化率的條件下穩(wěn)定工作，減少因快速電壓變化引起的誤觸發(fā)或損壞。

• 死區(qū)時間控制（可選外部設(shè)置）：雖然IR2110STRPBF本身不直接提供死區(qū)時間控制功能，但可以通過外部電路設(shè)計（如延遲電路）來實現(xiàn)死區(qū)時間控制，以防止上下橋臂同時導(dǎo)通導(dǎo)致的短路問題。

• 電磁兼容性（EMC）：良好的EMC設(shè)計使得該芯片在電磁環(huán)境復(fù)雜的應(yīng)用中也能穩(wěn)定工作，減少外部干擾對系統(tǒng)性能的影響。

六、應(yīng)用實例

以三相無刷直流電機（BLDC）驅(qū)動器為例，IR2110STRPBF可以作為高側(cè)和低側(cè)功率MOSFET的驅(qū)動器。在此應(yīng)用中，三個IR2110STRPBF（或更少，如果采用六合一封裝或集成驅(qū)動芯片）分別控制三相繞組的六個MOSFET。通過PWM信號控制每個MOSFET的開關(guān)狀態(tài)，從而實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確控制。同時，利用IR2110STRPBF的自舉電路和邏輯電平轉(zhuǎn)換功能，可以簡化驅(qū)動電路的設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性和效率。

七、設(shè)計注意事項

1. 自舉電容選擇：自舉電容的大小和類型對IR2110STRPBF的性能有重要影響。需要根據(jù)具體應(yīng)用中的電壓、電流和開關(guān)頻率來選擇合適的自舉電容，以確保高側(cè)通道的穩(wěn)定工作。

2. 布局與布線：在PCB設(shè)計中，需要注意IR2110STRPBF及其外圍元件的布局和布線。特別是自舉電容和功率MOSFET的連線，需要盡量短且粗，以減少寄生電感和電阻，提高驅(qū)動效率。

3. 保護電路設(shè)計：除了IR2110STRPBF內(nèi)置的保護功能外，還可以根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計額外的保護電路，如過流保護、短路保護等，以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

4. 散熱設(shè)計：在高功率應(yīng)用中，IR2110STRPBF及其驅(qū)動的功率MOSFET可能會產(chǎn)生較多的熱量。因此，需要進行合理的散熱設(shè)計，如使用散熱片、風(fēng)扇等，以確保芯片和功率器件的溫度在允許范圍內(nèi)。

綜上所述，Infineon IR2110STRPBF作為一款高性能的柵極驅(qū)動器IC，在電機調(diào)速、電源變換等功率驅(qū)動領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過了解其工作原理、特點、參數(shù)和應(yīng)用實例，可以更好地將該芯片應(yīng)用于實際項目中，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。