Infineon IR2110STRPBF栅极驱动器IC中文资料

一、型号与类型

Infineon IR2110STRPBF是一款高性能的栅极驱动器IC，由国际知名的半导体制造商Infineon（英飞凌）生产。该IC属于栅极驱动器类别，专为高电压、高速功率MOSFET和IGBT设计，提供了独立的高、低侧参考输出通道。IR2110STRPBF以其独特的浮动通道设计和自举电路技术，在电机调速、电源变换等功率驱动领域得到了广泛应用。

　　厂商名称：Infineon

　　元件分类：栅极驱动IC

　　中文描述： 500V高边和低边栅极驱动器IC，具有关断功能

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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-444494-IR2110STRPBF.html

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　　IR2110STRPBF概述

　　EiceDRIVER?500 V高边及低边栅极驱动器IC，用于IGBT和MOSFET，具有典型的2.5 A拉电流和2.5 A灌电流，采用16引脚SOIC封装和电平转换技术。也有14引脚PDIP封装可选。

　　特征描述

　　专为自举操作设计的浮动通道

　　完全运行时的电压高达+500 V

　　提供完全运行时的电压高达+600 V的版本(IR2113S)

　　不受dV/dt影响

　　栅极驱动电源范围：10至20V

　　双通道欠压锁定

　　3 V逻辑兼容

　　独立的逻辑供电电压范围：3 V至20 V

　　逻辑和电源接地+/-5V偏移

　　具有下拉的CMOS施密特触发输入

　　逐周期边缘触发关断逻辑

　　双通道的匹配传播延迟

　　输出与输入同相

　　应用领域

　　太阳能系统解决方案

　　IR2110STRPBF中文参数

　　制造商:Infineon

　　产品种类:门驱动器

　　产品:IGBT，MOSFET Gate Drivers

　　类型:High-Side，Low-Side

　　安装风格:SMD/SMT

　　封装/箱体:SOIC-16

　　激励器数量:2 Driver

　　输出端数量:2 Output

　　输出电流:2.5 A

　　电源电压-最小:10 V

　　电源电压-最大:20 V

　　上升时间:35 ns

　　下降时间:25 ns

　　最小工作温度:-40 C

　　最大工作温度:+125 C

　　逻辑类型:CMOS，TTL

　　最大关闭延迟时间:94 ns

　　最大开启延迟时间:120 ns

　　湿度敏感性:Yes

　　工作电源电流:340 uA

　　Pd-功率耗散:1.25 W

　　产品类型:Gate Drivers

　　传播延迟—最大值:150 ns

　　IR2110STRPBF引脚图

二、工作原理

IR2110STRPBF的工作原理基于其内部集成的先进自举电路和电平转换技术。该芯片通过两个独立的通道（高侧和低侧）来驱动功率MOSFET或IGBT，实现了对高、低侧功率器件的精准控制。其内部功能主要分为逻辑输入、电平平移及输出保护三部分。

1. 逻辑输入：芯片通过外部引脚接收逻辑信号，这些信号可以是TTL或CMOS电平。逻辑输入信号经过内部施密特触发器进行整形和滤波，以确保信号的稳定性和可靠性。

2. 电平平移：由于高侧功率器件的栅极需要相对于其源极较高的电压才能导通，而低侧功率器件则相对简单，因此IR2110STRPBF内部集成了电平平移电路。该电路能够将低电平的逻辑信号转换为适合高侧功率器件的高电平信号，从而实现对高侧功率器件的有效驱动。

3. 输出保护：为了保护功率器件免受损坏，IR2110STRPBF在输出端集成了保护电路。这些保护电路能够在检测到异常情况（如过流、过压等）时迅速切断输出，从而保护功率器件不受损害。

在具体应用中，IR2110STRPBF的自举电路是关键部分。该电路利用一个自举电容和一个自举二极管，在功率器件的栅极和源极之间形成一个悬浮电源。当高侧功率器件导通时，自举电容通过自举二极管和功率器件的栅极放电，从而为高侧功率器件提供所需的栅极电压。这种设计大大简化了驱动电路的结构，降低了成本，并提高了系统的可靠性。

三、特点

1. 浮动通道设计：IR2110STRPBF采用浮动通道设计，使得其高侧通道能够工作在高电压环境下（最高可达500V或600V），而无需额外的隔离电路。这种设计不仅简化了电路结构，还提高了系统的集成度和可靠性。

2. 自举电路技术：内部集成的自举电路能够利用自举电容和自举二极管在功率器件的栅极和源极之间形成悬浮电源，从而实现对高侧功率器件的有效驱动。这种技术大大降低了对外部电源的需求，并提高了系统的整体效率。

3. 高电压、高速性能：作为一款高电压、高速功率MOSFET和IGBT驱动器，IR2110STRPBF具有优异的电气性能。其输出电流可达2.5A（部分资料为2A），工作频率可达500KHz，开通和关断延迟时间分别为120ns和94ns（部分资料为上升时间35ns，下降时间25ns），满足了大多数功率驱动应用的需求。

4. 宽逻辑电源范围：IR2110STRPBF的逻辑电源输入范围广泛，从3.3V到20V均可兼容。这使得该芯片能够轻松与各种逻辑电路接口匹配，提高了系统的灵活性和兼容性。

5. 耐受负瞬态电压和dV/dt免疫：该芯片具有良好的耐受负瞬态电压和dV/dt免疫能力，能够在恶劣的电气环境下稳定工作，提高了系统的可靠性和稳定性。

四、应用

IR2110STRPBF广泛应用于各种功率驱动领域，包括但不限于电机调速、电源变换、逆变器等。在电机调速系统中，IR2110STRPBF能够精确控制电机的转速和转矩，实现高效、平稳的调速效果；在电源变换系统中，该芯片能够稳定输出高质量的直流或交流电源，满足各种负载的需求；在逆变器系统中，IR2110STRPBF则能够驱动多个功率器件构成逆变桥，实现将直流电转换为交流电的功能。

五、参数

以下是IR2110STRPBF的主要参数：

• 品牌：Infineon（英飞凌）

• 产品分类：栅极驱动器IC

• 通道类型：Independent（独立）

• 驱动器数：2

• 栅极类型：IGBT, N-Channel MOSFET

• 逻辑电压：3.3V至20V（兼容多种逻辑电平，便于与不同控制系统接口）

• 电源电压范围：高侧浮动电源电压最高可达600V（具体值依据型号和封装，部分资料提及500V），低侧逻辑电源电压如前所述为3.3V至20V。

• 输出电流能力：每个通道的最大输出电流可达2.5A（或根据具体数据手册可能有所不同），足以驱动大多数中小功率的MOSFET和IGBT。

• 开关速度：低延迟的开通和关断特性，通常开通延迟（t_on）和关断延迟（t_off）分别为数十纳秒级别，具体值如之前所述（如上升时间35ns，下降时间25ns），这有助于实现高频开关应用。

• 工作温度范围：-40°C至+125°C（工业级温度范围），适合在大多数环境条件下工作。

• 封装形式：常见封装有SOIC-14、DIP-14等，具体封装形式依据购买的产品型号而定，不同的封装形式可能影响到PCB布局和散热设计。

• 保护功能：内置过温保护、欠压锁定（UVLO）等保护功能，确保在异常情况下自动关闭输出，保护功率器件和电路不受损坏。

• dV/dt免疫能力：高dV/dt免疫能力意味着该芯片能够在高频率和高电压变化率的条件下稳定工作，减少因快速电压变化引起的误触发或损坏。

• 死区时间控制（可选外部设置）：虽然IR2110STRPBF本身不直接提供死区时间控制功能，但可以通过外部电路设计（如延迟电路）来实现死区时间控制，以防止上下桥臂同时导通导致的短路问题。

• 电磁兼容性（EMC）：良好的EMC设计使得该芯片在电磁环境复杂的应用中也能稳定工作，减少外部干扰对系统性能的影响。

六、应用实例

以三相无刷直流电机（BLDC）驱动器为例，IR2110STRPBF可以作为高侧和低侧功率MOSFET的驱动器。在此应用中，三个IR2110STRPBF（或更少，如果采用六合一封装或集成驱动芯片）分别控制三相绕组的六个MOSFET。通过PWM信号控制每个MOSFET的开关状态，从而实现对电机转速和转矩的精确控制。同时，利用IR2110STRPBF的自举电路和逻辑电平转换功能，可以简化驱动电路的设计，提高系统的可靠性和效率。

七、设计注意事项

1. 自举电容选择：自举电容的大小和类型对IR2110STRPBF的性能有重要影响。需要根据具体应用中的电压、电流和开关频率来选择合适的自举电容，以确保高侧通道的稳定工作。

2. 布局与布线：在PCB设计中，需要注意IR2110STRPBF及其外围元件的布局和布线。特别是自举电容和功率MOSFET的连线，需要尽量短且粗，以减少寄生电感和电阻，提高驱动效率。

3. 保护电路设计：除了IR2110STRPBF内置的保护功能外，还可以根据应用需求设计额外的保护电路，如过流保护、短路保护等，以提高系统的安全性和可靠性。

4. 散热设计：在高功率应用中，IR2110STRPBF及其驱动的功率MOSFET可能会产生较多的热量。因此，需要进行合理的散热设计，如使用散热片、风扇等，以确保芯片和功率器件的温度在允许范围内。

综上所述，Infineon IR2110STRPBF作为一款高性能的栅极驱动器IC，在电机调速、电源变换等功率驱动领域具有广泛的应用前景。通过了解其工作原理、特点、参数和应用实例，可以更好地将该芯片应用于实际项目中，提高系统的性能和可靠性。