ir2110中文资料详解_引脚图及功能_工作原理_内部结构及应用电路

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。

一、ir2110中文资料详解_ir2110引脚图及功能

1、ir2110引脚图

2、ir2110引脚功能

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0V

Nc（引脚14）：空端

3、IR2110及相关型号封装外形

二、ir2110中文资料详解_ir2110内部结构

R2110的内部结构和工作原理框图如图所示。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。

三、ir2110中文资料详解_ir2110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。

四、ir2110中文资料详解_ir2110应用电路

1、IR2110自举电路设计

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、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。

3、IR2110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。

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。

4、IR2110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。