03.09.2024 471

IR2110: Kattava opas High Power MOSFET- ja IGBT -portin ohjaimille

Luettelo

IR2110 on suuritehoinen MOSFET- ja IGBT-omistettu porttiveto-integroitu piiri, joka on kehitetty ja laittaa markkinoille noin vuonna 1990, jonka amerikkalainen kansainvälinen tasasuuntaajayritys käyttää sen ainutlaatuista korkeajännite-integroidun piirin ja ovenvapaa CMOS-tekniikkaa.Sitä on käytetty laajasti tehonkäyttökenttien, kuten virran muuntamisen ja moottorin nopeuden säätelyssä.Seuraavassa esittelemme yksityiskohtaisesti IR2110: n ominaisuudet, toiminnot, työperiaate ja sovellukset.

IR2110 Kuvaus

IR2110 on monoliittinen integroitu ohjainmoduuli, joka integroi kaksikanavan, portinohjaimen, korkeajännitteen ja nopean tehon laitteet.Pienen koon, alhaisen kustannuksen, korkean integraation, nopean vasteen, korkean bias -jännitteen ja voimakkaan ajokyvyn vuoksi tällaista bootstrap -integroitua piiriä on käytetty laajasti moottorin nopeuden säätelyssä, tehon muuntamisessa ja muissa tehosovelluksissa sen käyttöönoton jälkeen.Ajo -alalla se on erityisen sopiva MOSFET: n ja IGBT: n ajamiseen.IR2110 käyttää edistynyttä käynnistyksen piiri- ja tason muuntamistekniikkaa, joka yksinkertaistaa huomattavasti voimalaitteiden ohjausvaatimuksia logiikkapiirien avulla, jolloin jokainen MOSFETS -pari (ylemmät ja alemmat transistorit) voidaan jakaa IR2110, ja kaikki IR2110: t voivat jakaa riippumattoman virtalähteen.Tyypilliselle kolmivaiheiselle silta-invertterille, joka koostuu 6 putkesta, vain 3 IR2110: n kappaletta voidaan käyttää 3 siltavarren ajamiseen ja tarvitaan vain yksi 10 V-20 V: n virtalähde.Tällainen muotoilu vähentää merkittävästi käyttöpiirin kokoa ja virtalähteiden määrää tekniikan sovelluksissa, yksinkertaistaa järjestelmän rakennetta ja parantaa siten järjestelmän luotettavuutta.

Vaihtoehdot ja vastaavat:

Olla IR2110L4

Olla IR2110PBF

Olla IRS2112PBF

Olla IRS21814PBF

• TC4467EPD

IR2110: n päätoiminnot

IR2110: llä on seuraavat päätoiminnot:

• Kaksoistulosignaalit, tukee neljää erilaista ohjausmuotoa

• Vahva interferenssin vastainen kyky ja sähkömagneettinen yhteensopivuus voivat sopeutua moniin ankariin käyttöympäristöihin

• Sisäänrakennettu latauspumppupiiri, jotta saadaan korkea sivuajojännite lähtökyvyn parantamiseksi

• Tukea korkeajännitettä, nopeaa asemaa, voi ajaa IGBT-, MOSFET- ja muita virrankytkentäputkia

• Sisäänrakennettu oikosulku, ylikuormitussuojaus, ylikuormitussuojaus, alajännitesuojaus ja ylimääräinen suojaus ja muut suojausmekanismit

IR2110: n funktionaalinen lohkokaavio

Yhteenveto ominaisuuksista

• DV/DT -immuuni

• Tulokset vaiheessa tulojen kanssa

• Alijännitesulku molemmille kanaville

• Portin ajomatkan toimitusalue 10 V - 20 V

• Logiikka ja sähköraja + /- 5 V-siirtymä

• 3,3 V logiikka yhteensopiva

• Erillinen logiikan syöttöalue välillä 3,3 V - 20 V

• Täysin toiminta +500 V

• Täysin toiminta +600 V -versio saatavana (IR2113)

• Sykli syklien reunan laukaisema sulkeutumislogiikka

• CMOS Schmitt-laukaisut tulot vetoa alas

• Molempien kanavien sovitettu etenemisviive

• Kelluva kanava, joka on suunniteltu käynnistystoimintaan

IR2110: n työperiaate

IR2110 koostuu pääasiassa kolmesta osasta: tason muuntaminen, logiikan syöttö ja lähtösuojaus.Syynä siihen, miksi IR2110 on niin suosittu, on se, että sen monet edut antavat sille mahdollisuuden välttää monia ongelmia järjestelmän piirien rakentamisessa ja suunnittelussa.Esimerkiksi korkeajännite kelluvien käynnistysten virtalähdepiirien suunnittelussa IR2110 voi tehokkaasti hallita korkeita ja matalia portteja, vähentäen siten huomattavasti tarvittavien lisäajojen määrää.Alla oleva kuva näyttää IR2110-ohjaimen sirun ajo-puoliselta.Se osoittaa yksinkertaisesti ja selvästi korkean puolen jousituspiirin bootstrapping-periaatteen.Niiden joukossa C1 on bootstrap -kondensaattori, VD1 on bootstrap -diodi ja C2 on virtalähteen jännite VCC: n suodatinkondensaattori.

Ensinnäkin odotetaan, että Bootstrap -kondensaattori C1 kestää VCC: n jännitettä, kun S1 on sammutettu.Kun VM1 on päällä, VM2 on pois päältä ja HIN on korkea, VC1 -jännite levitetään S1: n portin ja lähteen (tai emitterin) väliin.Myöhemmin Bootstrap -kondensaattori C1 puretaan RG1: n, VM1: n, portin ja lähteen muodostaman silmukan kautta, mikä tekee VC1: stä yhtä suuri kuin jännitelähde, mikä laukaisee S1: n käynnistykseen.

Toisaalta HIN: n ja LIN: n välisiä signaaleja pidetään täydentävinä tuloina.Kun Lin on alhainen, VM3 on poistettu käytöstä ja VM4 on käytössä.Tällä hetkellä lataus vapautetaan nopeasti maahan S2 -portin RG2: n läpi ja sirun sisällä oleva siru.Sähkö on energialähde, ja tämän prosessin aikana kuolleella ajalla on vaikutus, varmistaen, että S2 on sammutettu ennen kuin S1 on kytketty päälle.

Kun HIN on alhainen, VM1 on sammutettu ja VM2 on kytketty päälle.Tällä hetkellä S1: n portin varaus puretaan nopeasti RG1: n ja VM2: n kautta, mikä aiheuttaa S1: n sammutuksen.Lyhyen kuolleen ajan (TD) jälkeen Lin nousee korkealle tasolle aiheuttaen S2: n käynnistymisen.Tällä hetkellä virtalähdejännite VCC lataa käynnistyskondensaattorin C1 S2: n ja VD1: n kautta aiheuttaen Bootstrap -kondensaattorin C1 tehon kasvaa nopeasti.Tämä prosessi toistetaan jatkuvasti, muodostaen syklin.

IR2110: n soveltaminen

• Kyseiset tavarat

• Avaruus- ja satelliittiviestintäjärjestelmät

• DC -moottorin ohjain

• Akun hallintajärjestelmä (BMS)

• Puhdas siniaalto -invertteri

Mitä eroa IR2110: n ja IR2113: n välillä on?

IR2110 ja IR2113 ovat molemmat Infineonin tuottamia kuljettaja -siruja ajovirtakytkimille, kuten MOSFET: ille ja IGBT: ille.Niitä käytetään tehoelektroniikkasovelluksissa piirien kytkentäosien ohjaamiseksi ja suojaamiseksi.Vaikka niiden perustoiminnot ovat samanlaiset, tietyissä näkökohdissa on joitain eroja.Seuraavat ovat joitain tärkeimmistä eroista IR2110: n ja IR2113: n välillä:

Pääsovellukset

IR2110: tä käytetään yleisesti suuritehoisissa inverttereissä, vaihtovirta -asemissa ja moottori -asemissa sen korkean käyttökyvyn ja soveltuvuuden vuoksi suuritehoisiin sovelluksiin.IR2113 soveltuu pieniin ja keskisuurten tehonsovelluksiin, kuten kevyiden inverttereihin, LED -kuljettajiin jne.

Nastatoiminto

IR2110: llä on syöttötappi kuolleenaikaiseen ohjaukseen, jonka avulla voit asettaa viiveen korkean ja matalan sivun kytkentäelementtien välillä ristikkäisyyden välttämiseksi.IR2113: lla ei kuitenkaan ole erillistä kuolleiden ohjaustappia, mutta samanlainen funktio voidaan toteuttaa ulkoisilla piireillä.

Pinout- ja piirin asettelu

LR2110: llä on suhteellisen monimutkainen Pinout kaksikanavaisesta rakenteestaan ​​johtuen, mikä vaatii enemmän ulkoisia komponentteja ylä- ja alaosan piireiden määrittämiseksi.LR2113: lla on suhteellisen yksinkertainen pinout kolmen kanavaisen rakenteensa vuoksi, joten se sopii yksinkertaistettuihin ohjainpiiriin.

Lähtöajoominaisuus

IR2110 voi tarjota korkean ajovirran lähtövaiheessa, joka sopii suuren virran kytkentäkomponenttien ajamiseen.IR2113: lla on suhteellisen alhainen lähtökyky, joka sopii pienille ja keskisuurille virrankytkentäkomponenteille.

Lähtökanavien lukumäärä

IR2110 on kaksikanavainen ohjain, jolla on kaksi riippumatonta lähtökanavaa ylä- ja alaosan sillan kytkentäelementtien ajamiseen.IR2113 on kolmen kanavainen ohjain, jolla on kolme lähtökanavaa, joista kahta käytetään korkean ja matalan puolen kytkentäelementteihin ja toiseen valinnaisiin korkean puolen tai matalan puolen virtalähteisiin.

Kuinka käyttää IR2110: tä yhden MOSFET -putken ajamiseen?

Perusvaiheet IR2110: n käyttämiseksi yhden MOSFET: n ohjaamiseksi ovat seuraavat.Ensinnäkin yhdistämme VCC -nastaan ​​5 V: n tai 12 V: n virtalähteen ja COM -nastaan ​​maahan.Seuraavaksi liitämme MOSFET -lähteen sähkömaahan ja tyhjennän piirin kuormaan.Sitten yhdistämme MOSFET -portin yhdestä IR2110: n Ho- tai LO -nastaista, kun taas toinen PIN on kytkettävä sähkömaahan.Piirin erityistarpeiden mukaan voimme optimoida piirin suorituskyvyn säätämällä RC -viiveaikaa, käyttöjaksoa ja muita IR2110 -parametreja.MOSFET: n ja IR2110: n suojaamiseksi meidän tulisi lisätä ylivirta-, ylijännite-, ylikuormitus- ja muut suojausmekanismit piiriin.

Huomaa, että vaikka yhden MOSFET -putken ajopiiri näyttää yksinkertaiselta, se on silti suunniteltava huolellisesti tiettyjen piirien vaatimusten ja sovellusskenaarioiden mukaisesti piirin vakauden ja luotettavuuden varmistamiseksi.Lisäksi toiminnan aikana meidän on tiukasti noudatettava turvallisuusmääräyksiä ja käyttötapoja, ja varovat mahdollisia turvallisuusriskejä, kuten sähköiski ja oikosulku.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Mikä on IR2110 MOSFET?

IR2110/IR2113 ovat korkeajännite, nopeatehoiset MOSFET- ja IGBT-ohjaimet, joilla on riippumaton korkea ja alhainen sivuviittaus.Omistettu HVIC- ja Latch Immuunin CMOS -tekniikat mahdollistavat kestävän monoliittisen rakenteen.Logiikkatulot ovat yhteensopivia tavanomaisten CMO: ien tai LSTTL -lähtöjen kanssa 3,3 V: n logiikkaan.

2. Mikä on IR2110: n lähtöjännite?

IR2110: n toimitusjännitealue on 10 - 20 voltin ja lähtövirta 2,5a.IR2210 kestää jännitteen 500 V: iin (offset -jännite).Sen lähtötapit voivat tarjota huippuvirran jopa 2 ampeeria.

3. Miksi IR2110: tä käytetään?

IR2110 on suosituin korkea ja matala sivu kuljettaja IC.Tämän IC: n logiikkatulot ovat yhteensopivia tavallisten CMOS- tai LSTTL -lähtöjen kanssa.Lähtöajureissa on korkea pulssivirran puskurivaihe, joka on suunniteltu ohjaimen vähimmäisrauhankäyttöön.Tämän IC: n enimmäislähtövirta on 2,5A ja syöttövirta on 340 µA.

4. Miksi tarvitsemme MOSFET -kuljettajia?

Portinkuljettajat ovat hyödyllisiä MOSFET-toiminnassa, koska MOSFET-portille toimitettu korkeavirtakäyttö vähentää kytkentäaikaa portin päälle/pois-vaiheiden välillä, mikä johtaa MOSFET-tehon ja lämpötehokkuuden lisääntymiseen.