IR2110功率驱动集成芯片应用

ir2110原理IR2110是一种高速高电压驱动芯片，广泛应用于电力电子领域。

在讲解IR2110的原理之前，先需要了解一些基础概念。

1.高电压驱动：传统的驱动电路（如三极管、MOSFET）通常不能直接控制高电压设备，因为它们的电压和电流限制较低。

而IR2110能够在较低电压下控制较高电压的装置，有助于提高系统的可靠性和效率。

2.高速驱动：IR2110具有较短的上升和下降时间，能够实现快速的开关操作，适用于高频率的电力应用。

IR2110的核心原理可以分为四个部分，分别是逻辑电气隔离、高速驱动、Bootstrap电路和保护电路。

逻辑电气隔离：IR2110具有独特的电气隔离结构，可以将输入电压与输出电压隔离开来。

输入和输出分别通过一个或多个光耦隔离器连接。

这种设计可以防止高电压和高电流对控制电路造成损坏，提高系统的安全性和稳定性。

高速驱动：IR2110内部包含一个高速驱动器，用于控制功率晶体管或MOSFET的开关操作。

高速驱动器能够在很短的时间内对驱动器端口施加高电平或低电平，从而实现快速切换。

Bootstrap电路：IR2110还包含一个Bootstrap电路，用于提供高电压给高侧驱动器。

在推挽式电路中，高侧驱动器的输入需要高于电源电压才能正常工作。

Bootstrap电路能够利用负载电流的间歇性特征，通过一个集电器输出驱动器的电容来提供额外的高电压。

保护电路：为保护电路和系统免受故障或不正常工作的损害，IR2110还集成了多种保护功能。

例如，低侧驱动器的过电流保护和短路保护，高侧驱动器的过电流保护以及低侧和高侧驱动器的过压保护等。

这些保护功能可以有效地保护电路，并防止设备损坏。

总的来说，IR2110是一种具有高电压驱动和高速驱动能力的芯片。

它的原理包括逻辑电气隔离、高速驱动、Bootstrap电路和保护电路。

通过这些设计，IR2110能够实现对高电压设备的控制，并提供良好的系统保护功能，是电力电子领域中不可或缺的关键元件。

ir2110驱动电路原理
IR2110是一种高电压高速引脚互补MOSFET驱动IC，适用于驱动具有高开关速度和高电流能力的功率MOSFET。

它提供了一个高性能的H桥驱动器，可用于单个H桥或者连接成半桥或全桥配置。

IR2110的工作原理如下：
1. 控制信号输入：IR2110通过输入引脚VIN和低侧引脚COM 接收来自控制器的输入信号。

VIN接收控制器提供的PWM信号，用以控制上下通道的切换；COM引脚连接到地。

2. 上下通道驱动：IR2110有两个独立的通道，分别用于驱动上通道和下通道的MOSFET。

MOSFET的源极分别连接到电源和地，源极电压由高侧引脚VCC提供，这样可以有效地驱动MOSFET的开关动作。

3. 高低侧驱动：IR2110在高低侧通道都使用了互补驱动，以实现更高的开关速度和驱动性能。

高侧通道通过引脚HO和LO驱动上通道的N沟道MOSFET，低侧通道通过引脚HO和LO驱动下通道的P沟道MOSFET。

4. 死区控制：IR2110内置了一个死区控制器，用于避免上下通道同时开启或关闭导致的短路。

死区时间由外部电阻和电容控制。

5. 输出：上通道和下通道的驱动信号可以通过引脚HO和LO
输出，用于连接到功率MOSFET的栅极。

通过以上原理，IR2110能够提供高效的驱动电路，实现高速、高电流的功率MOSFET的开关控制。

IR2110工作原理
概述
IR2110是一种高性能的MOSFET和IGBT驱动器芯片，用于控制和驱动电源开关设备。

它能够提供高电流和高速度的驱动信号，在电源开关应用中具有广泛的应用。

这个芯片具有低功耗和抗电磁干扰的特性，能够提供短路保护和电源反转保护。

它的工作原理主要基于内部的PWM模块和电流放大器。

工作原理
IR2110的工作原理可以总结为以下几个步骤：
1.输入信号触发：当输入信号到达芯片时，触发电路将其转换为合适的PWM
信号。

2.驱动信号生成：基于触发信号，内部的PWM模块将其转换为完整的驱动
信号。

3.电流放大：驱动信号经过电流放大器后，能够提供足够的电流来控制
MOSFET或IGBT设备。

4.输出驱动：放大后的驱动信号将被输出到MOSFET或IGBT设备，控制
其导通和截止。

5.保护功能：IR2110还包含了短路保护和电源反转保护，确保系统的安全
运行。

应用领域
IR2110在很多领域中得到广泛应用，包括但不限于：
•功率逆变器
•电机驱动
•电源开关
•电子变压器
•光伏逆变系统
通过使用IR2110，这些应用可以实现高效、高性能的电源开关控制，提高系统的可靠性和效率。

IR2110集成驱动模块内部结构图及应用图1图1为IR2110内部结构框图。

IR2110采用CMOS工艺制作，逻辑电源电压范围为5-20 V，适应TTL或CMOS逻辑信号输入，具有独立的高端和低端2个输出通道。

由于逻辑信号均通过电平耦合电路连接到各自的通道上，允许逻辑电路参考地(Vss)与功率电路参考地(COM)之间有-5～+5 V的偏移量，并能屏蔽小于50 ns的脉冲。

采用CMOS施密特触发输入，以提高电路的抗干扰能力。

IR2110由逻辑输入、电平平移及输出保护组成。

逻辑输入电路与TTL／CMOS 电平兼容；逻辑电源地(Vss)和功率地(COM)之间允许有±5 V的偏移量；工作频率高，可达500 kHz；开通、关断延迟小，分别为120 ns 和94 ns：输出峰值电流可达2 A，上桥臂通道可承受500 V的电压。

自举悬浮驱动电源可同时驱动同一桥臂的上、下两个开关器件，大大简化了驱动电源设计。

图2应用实例一台2kW，三相400Hz，115V/200V 的变频电源。

单相50Hz，220V输入，逆变桥直流干线HV≈300V，开关频率fs=13.2kHz。

功率模块为6MBI25L060，用三片IR2110 作为驱动电路，共用一组15V 的电源。

主电路如图2 所示。

控制电路由80C196MC 构成的最小系统组成。

图3为IR2110 高压侧输出的驱动信号，图4 为其中一相的输出波形。

图3 图4心得：通过查阅及在网上搜索各种资料，我了解到IR2110是一种性能比较优良的驱动集成电路。

无需扩展可直接用于小功率的变换器中，使电路更加紧凑。

在应用中如需扩展，附加硬件成本也不高，空间增加不大。

然而其内部高侧和低侧通道分别有欠压封锁保护功能，但与其它驱动集成电路相比，保护功能略显不足，可以通过其它保护措施加以弥补。

姓名：学号：班级：。

IR 2110功率驱动集成芯片应用楚　斌(南京康尼机电新技术有限公司,江苏省南京市210013)【摘　要】　IR2110是IR 公司的桥式驱动集成电路芯片,它采用高度集成的电平转换技术,大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求,同时提高了驱动电路的可靠性。

对于典型的6管构成的三相桥式逆变器,采用3片IR2110驱动3个桥臂,仅需1路10V ～20V 电源。

这样,在工程上大大减少了控制变压器体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统可靠性。

文中介绍了该芯片的主要功能及技术参数,并就芯片典型应用电路进行了设计和分析。

关键词:IR2110,自举电路,功率器件中图分类号:T N409收稿日期:2004206201;修回日期:20042072230　引　言随着功率VMOS 器件以及绝缘栅双极晶体管(IG BT )器件的广泛运用,更多场合使用VMOS 器件或IG BT 器件组成桥式电路,例如开关电源半桥变换器或全桥变换器、直流无刷电机的桥式驱动电路、步进电机驱动电路以及逆变器的逆变电路。

IR (International Rectifier )公司提供了多种桥式驱动集成电路芯片,本文介绍了IR2110功率驱动集成芯片在功率转换器中的应用。

该芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块,在芯片中采用了高度集成的电平转换技术,大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求,同时提高了驱动电路的可靠性。

尤其是上管采用外部自举电容上电,使得驱动电源数目较其他IC 驱动大大减少。

对于典型的6管构成的三相桥式逆变器,采用3片IR2110驱动3个桥臂,仅需1路10V ～20V 电源。

这样,在工程上大大减少了控制变压器体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统可靠性。

本文通过作者在工程中对IR2110的应用,介绍了该芯片的主要功能、典型技术参数及使用注意事项。

1　IR 2110主要功能及技术参数IR2110采用C MOS 工艺制作,逻辑电源电压范围为5V ～20V ,适应TT L 或C MOS 逻辑信号输入,具有独立的高端和低端2个输出通道。

功率驱动器IR2110自举电路分析及应用唐宁【摘要】对自举武功率驱动器IR2110的功能与结构进行了简单介绍,详细分析了其高边自举电路的结构原理及工作方式.对自举电容、自举二极管及功率MOS管等自举电路构成元件的选取方法与原则进行了介绍,经公式推导并结合项目经验给出了自举电容的最小值,计算了电路中高边功率MOS管的最大导通时间,并给出自举二极管的选择条件.利用IR2110搭建了一个直流电机调速驱动电路,成功实现了利用自举电路对直流电机进行调速.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】4页(P25-28)【关键词】IR2110驱动器;自举;耐高压;电机驱动【作者】唐宁【作者单位】中国电子科技集团公司第四十七研究所,沈阳110032【正文语种】中文【中图分类】TN471 引言IR2110功率驱动器在开关电源和电机控制调速等需要中小功率能量转换场合中使用广泛[1]。

IR2110可使电路系统体积得到有效精简、响应速度快、可耐受600V电压、驱动输出电流2A、带有欠压锁定功能并且有端口可外接过流检测电路[2]。

其承受高压的高边外围电路采用自举方式，可有效减少电源路数[3]。

但IR2110若设计疏于考虑，自举外围电路参数选取不当容易影响系统工作稳定性甚至损坏系统。

因此结合实际项目经验介绍其功能、自举电路参数选择和在电机调速系统中的应用。

2 IR2110功能介绍IR2110是一种高电压的高速大功率MOSFET和IGBT驱动器，带有独立的高边和低边输出沟道[4]。

具有专利高压集成电路和可避免闩锁CMOS技术的单片结构。

逻辑输入兼容标准的CMOS和LSTTL输出[5]。

输出驱动器具有为了最小化驱动器的交叉传导所设计的死区时间。

为了简化在高频应用中的使用方式，匹配了传输延迟。

浮动的沟道可用于驱动N沟道功率MOSFET或者IGBT，在高边结构中操作电压可达到600V。

表1所示为IR2110引脚功能表。

驱动芯片IR2110功能简介您现在的位置是：主页>>>电子元器件资料>>>正文在功率变换装置中，根据主电路的结构，起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器，兼有光耦隔离和电磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。

IR2110引脚功能及特点简介内部功能如图4.18所示:LO（引脚1）:低端输出COM（引脚2）:公共端Vcc（引脚3）:低端固定电源电压Nc（引脚4）: 空端Vs（引脚5）:高端浮置电源偏移电压VB (引脚6):高端浮置电源电压HO（引脚7）:高端输出Nc（引脚8）: 空端VDD（引脚9）:逻辑电源电压HIN（引脚10）: 逻辑高端输入SD（引脚11）:关断LIN（引脚12）:逻辑低端输入Vss（引脚13）:逻辑电路地电位端，其值可以为0VNc（引脚14）:空端IR2110的特点：（1）具有独立的低端和高端输入通道。

（2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。

（3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。

（4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有V的便移量。

（5）工作频率高，可达500KHz。

（6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。

（7）图腾柱输出峰值电流2A。

IR2110的工作原理IR2110内部功能由三部分组成：逻辑输入；电平平移及输出保护。

如上所述IR2110的特点，可以为装置的设计带来许多方便。

尤其是高端悬浮自举电源的设计，可以大大减少驱动电源的数目，即一组电源即可实现对上下端的控制。

高端侧悬浮驱动的自举原理：IR2110驱动半桥的电路如图所示，其中C1，VD1分别为自举电容和自举二极管，C2为VCC的滤波电容。

假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压（VC1 VCC）。

当HIN为高电平时如图4.19 ：VM1开通，VM2关断，VC1加到S1的栅极和源极之间，C1通过VM1，Rg1和栅极和源极形成回路放电，这时C1就相当于一个电压源，从而使S1导通。