Infineon IR2110STRPBF柵極驅動器IC中文資料

一、型號與類型

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

　　廠商名稱：Infineon

　　元件分類：柵極驅動IC

　　中文描述： 500V高邊和低邊柵極驅動器IC，具有關斷功能

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

　　數據手冊：http://syqqgy.com/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封裝和電平轉換技術。也有14引腳PDIP封裝可選。

　　特征描述

　　專為自舉操作設計的浮動通道

　　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)關斷邏輯

　　雙通道的匹配傳播延遲

　　輸出與輸入同相

　　應用領域

　　太陽能系統解決方案

　　IR2110STRPBF中文參數

　　制造商:Infineon

　　產品種類:門驅動器

　　產品:IGBT，MOSFET Gate Drivers

　　類型:High-Side，Low-Side

　　安裝風格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:SOIC-16

　　激勵器數量:2 Driver

　　輸出端數量: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部集成的先進自舉電路和電平轉換技術。該芯片通過兩個獨立的通道（高側和低側）來驅動功率MOSFET或IGBT，實現了對高、低側功率器件的精準控制。其內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。邏輯輸入信號經過內部施密特觸發(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：由于高側功率器件的柵極需要相對于其源極較高的電壓才能導通，而低側功率器件則相對簡單，因此IR2110STRPBF內部集成了電平平移電路。該電路能夠將低電平的邏輯信號轉換為適合高側功率器件的高電平信號，從而實現對高側功率器件的有效驅動。

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。

在具體應用中，IR2110STRPBF的自舉電路是關鍵部分。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。當高側功率器件導通時，自舉電容通過自舉二極管和功率器件的柵極放電，從而為高側功率器件提供所需的柵極電壓。這種設計大大簡化了驅動電路的結構，降低了成本，并提高了系統的可靠性。

三、特點

1. 浮動通道設計：IR2110STRPBF采用浮動通道設計，使得其高側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。這種設計不僅簡化了電路結構，還提高了系統的集成度和可靠性。

2. 自舉電路技術：內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，從而實現對高側功率器件的有效驅動。這種技術大大降低了對外部電源的需求，并提高了系統的整體效率。

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），滿足了大多數功率驅動應用的需求。

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，提高了系統的靈活性和兼容性。

5. 耐受負瞬態(tài)電壓和dV/dt免疫：該芯片具有良好的耐受負瞬態(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，提高了系統的可靠性和穩(wěn)定性。

四、應用

IR2110STRPBF廣泛應用于各種功率驅動領域，包括但不限于電機調速、電源變換、逆變器等。在電機調速系統中，IR2110STRPBF能夠精確控制電機的轉速和轉矩，實現高效、平穩(wěn)的調速效果；在電源變換系統中，該芯片能夠穩(wěn)定輸出高質量的直流或交流電源，滿足各種負載的需求；在逆變器系統中，IR2110STRPBF則能夠驅動多個功率器件構成逆變橋，實現將直流電轉換為交流電的功能。

五、參數

以下是IR2110STRPBF的主要參數：

• 品牌：Infineon（英飛凌）

• 產品分類：柵極驅動器IC

• 通道類型：Independent（獨立）

• 驅動器數：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接口）

• 電源電壓范圍：高側浮動電源電壓最高可達600V（具體值依據型號和封裝，部分資料提及500V），低側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（或根據具體數據手冊可能有所不同），足以驅動大多數中小功率的MOSFET和IGBT。

• 開關速度：低延遲的開通和關斷特性，通常開通延遲（t_on）和關斷延遲（t_off）分別為數十納秒級別，具體值如之前所述（如上升時間35ns，下降時間25ns），這有助于實現高頻開關應用。

• 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，具體封裝形式依據購買的產品型號而定，不同的封裝形式可能影響到PCB布局和散熱設計。

• 保護功能：內置過溫保護、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計（如延遲電路）來實現死區(qū)時間控制，以防止上下橋臂同時導通導致的短路問題。

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

六、應用實例

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

七、設計注意事項

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。需要根據具體應用中的電壓、電流和開關頻率來選擇合適的自舉電容，以確保高側通道的穩(wěn)定工作。

2. 布局與布線：在PCB設計中，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，提高驅動效率。

3. 保護電路設計：除了IR2110STRPBF內置的保護功能外，還可以根據應用需求設計額外的保護電路，如過流保護、短路保護等，以提高系統的安全性和可靠性。

4. 散熱設計：在高功率應用中，IR2110STRPBF及其驅動的功率MOSFET可能會產生較多的熱量。因此，需要進行合理的散熱設計，如使用散熱片、風扇等，以確保芯片和功率器件的溫度在允許范圍內。

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