驱动芯片I R2110功能简介在功率变换装置中；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..
27gan1.IR2110引脚功能及特点简介
1IR2110引脚管
LO引脚1：低端输出
COM引脚2：公共端
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0V
Nc引脚14：空端
2IR2110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95—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..
2.IR2110内部结构
IR2110的内部结构和工作原理框图如图4所示..图中HIN和LIN为逆变桥中同一桥臂上下两个功率MOS的驱动脉冲信号输入端..SD为保护信号输入端；当该脚接高电平时;IR2110的输出信号全被封锁；其对应的输出端恒为低电平；而当该脚接低电平时;IR2110的输出信号跟随HIN和LIN而变化；在实际电路里；该端接用户的保护电路的输出..HO和LO是两路驱动信号输出端；驱动同一桥臂的MOSFET..
图4IR2110内部结构
3.IR2110自举电路设计原理
IR2110包括：逻辑输入、电平转换、保护、上桥臂侧输出和下桥臂侧输出..逻辑输入端采用施密特触发电路；提高抗干扰能力..输入逻辑电路与TTL／COM S电平兼容；其输入引脚阈值为电源电压Vdd的10％；各通道相对独立..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－5V～＋5V的偏移量；并且能屏蔽小于50ns脉冲；这样便具有较理想的抗噪声效果..两个高压MOS管推挽驱动器的最大灌入或输出电流可达2 A；上桥臂通道可以承受500V的电压..输入与输出信号之间的传导延时较小；开通传导延时为120ns；关断传导延时为95ns..电源VCC典型值为15V；逻辑电源和模拟电源共用一个15V电源；逻辑地和模拟地接在一起..输出端设有对功率电源VCC的欠压保护；当小于8．2V时；封锁驱动输出..
IR2110具有很多优点：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；驱动500V主电路系统；工作频率高；可以达到500kHz；具有电源欠压保护相关断逻辑；输出用图腾柱结构；驱动峰值电流为2 A；两通道设有低压延时封锁50ns..芯片还有一个封锁两路输出的保护端SD；在SD输入高电平时；两路输出均被封锁..IR2110的优点；给实际系统设计带来了极大方便；特别是自举悬浮驱动电源大大简化了驱动电源设计；只用一路电源即可完成上下桥臂两个功率开关器件的驱动..IR2110的典型应用电路如图2所示..
R2110是一种双通道高压、高速电压型功率开关器件栅极驱动器；具有自居浮动电源；驱动电路十分简单；只用一个电源可同时驱动上下桥臂..但是IR2110芯片有他本身的缺陷；不能产生负压；在抗扰
方面比较薄弱；以下详细结合实验介绍抗干扰技术..
1高压侧悬浮驱动的自举原理
高端侧悬浮驱动的自举原理：
电暖手套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VC1VCC..
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..由于LIN 与HIN 是一对互补输入信号；所以此时LIN 为低电平;VM3关断;VM4导通；这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg2迅速对地放电；由于死区时间影响使S2在S1开通之前迅速关断..
当HIN 为低电平时如图4.20：VM1关断;VM2导通；这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg1迅速放电使S1关断..经过短暂的死区时间LIN 为高电平;VM3导通;VM4关断使VCC 经过Rg2和S2的栅极和源极形成回路；使S2开通..在此同时VCC 经自举二极管;C1和S2形成回路；对C1进行充电；迅速为C1补充能量；如此循环反复..
2自举元件设计
4.IR2110其他电路应用 1带电平箝位的IR2110驱动电路
针对IR2110的不足；对输出驱动电路进行了改进；可以采用在栅极限流电阻上反并联一个二极管；但在大功率的环境下不太明显..本文介绍的第一种方法就是下面如图4所示电路..在关断期间将栅极驱动电平箝位到零电平..在桥臂上管开通期间驱动信号使Q1导通、Q2截止；正常驱动..上管关断期间;Q1截止;Q2栅极高电平；导通；将上管栅极电位拉到低电平三极管的饱和压降..这样；由于密勒效应产生的电流从Q2中流过；栅极驱动上的毛刺可以大大的减小..下管工作原理与上管完全相同；不再累述..
IGBT 和PMPOWERMOSEFT 具有相似的门极特性..开通时；需要在极短的时间内向门极提供足够的栅电荷..假定在器件开通后；自举电容两端电压比较器件充分导通所需要的电压10V；高压锁定电压为8.7/8.3伏要高；再假定在自举电
玻璃加工工艺2IR2110负压产生电路
在大功率IGBT场合；各路驱动电源独立；集成驱动芯片一般都有产生负压得功能；如EXB841系列;M57957系列等；在IGBT关断期间栅极上施加一个负电压；一般为－3～－5V..其作用也是为了增强IGBT关断的可靠性..防止由于密勒效应而造成的误导通..IR2110芯片内部虽然没有产生负压功能；但
可以通过外加几个无源器件来实现产生负压得功能；如图5所示..在上下管驱动电路中均加上由电容和5V稳压管组成的负压电路..
钢手轮X图
其工作原理为：电源电压为20V；在上电期间；电源通过Rg给Cg充电;Cg保持5V 的电压；在LIN为高电平的时候;LO输出0V；此时S2栅极上的电压为－5V；从而实现了关断时负压..
对于上管S1;HIN为高电平时;HO输出为20V；加在栅极上的电压为15V..当HIN 为低电平时;HO输出0V;S1栅极为－5V..
IGBT为电压型驱动器件；所以负压负压电容C5;C6上的电压波动较小；维持在5V；自举电容上的电压也维持在20V左右；只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程..
IGBT的导通压降一般小于3V；负压电容C5的充电在S2导通时完成..对于C5;C6的选择；要求大于IGBT栅极输入寄生电容Ciss..自举电容电电路中的二极管D1必须是快恢复二极管；应留有足够的电流余量..此电路与一般的带负压驱动芯片产生负压原理相同；直流母线上叠加了5V的电压..
gpu虚拟化
3IR2110结合隔离变压器电路
上面2种方法已经得到了广泛的应用；但是也有他的缺点；首先电路比最简单的应用电路要复杂的多；其次所用的器件数目增多；成本增加；再次效果也并不是非常好；这主要是因为IR2110芯片本身
ccyv2
很容易受到开关管的影响..
负载增大；电压升高;IR2110的输出波形就会变得很混乱；所以用常规的变压器隔离和IR2110结合起来使用其电路图如6所示；这种电路结合了经典电路的部分内容；大大地减小了负载对驱动的影响；可以用于大功率场合；电路也比较简单；非常实用..
其工作原理为：电源电压为20V；在上电期间；电源通过Rg给Cg充电;Cg保持5V 的电压；在LIN为高电平的时候;LO输出0V；此时S2栅极上的电压为－5V；从而实现了关断时负压..
对于上管S1;HIN为高电平时;HO输出为20V；加在栅极上的电压为15V..当HIN 为低电平时;HO输出0V;S1栅极为－5V..
IGBT为电压型驱动器件；所以负压负压电容C5;C6上的电压波动较小；维持在5V；自举电容上的电压也维持在20V左右；只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程..
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