在功率變換裝置中，根據(jù)主電路的結(jié)構(gòu)，起功率開關(guān)器件一般采用直接驅(qū)動(dòng)和隔離驅(qū)動(dòng)兩種方式。美國IR公司生產(chǎn)的IR2110驅(qū)動(dòng)器，兼有光耦隔離和電磁隔離的優(yōu)點(diǎn)，是中小功率變換裝置中驅(qū)動(dòng)器件的首選。

IR2110的特點(diǎn)：

（1）具有獨(dú)立的低端和高端輸入通道。

（2）懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá)500V。

（3）輸出的電源端（腳3）的電壓范圍為10—20V。

（4）邏輯電源的輸入范圍（腳9）5—15V，可方便的與TTL，CMOS電平相匹配，而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有V的便移量。

（5）工作頻率高，可達(dá)500KHz。

（6）開通、關(guān)斷延遲小，分別為120ns和94ns。

（7）圖騰柱輸出峰值電流2A。

一、ir2110中文資料詳解_ir2110引腳圖及功能

1、ir2110引腳圖

2、ir2110引腳功能

LO（引腳1）：低端輸出

COM（引腳2）：公共端

Vcc（引腳3）：低端固定電源電壓

Nc（引腳4）：空端

Vs（引腳5）：高端浮置電源偏移電壓

VB（引腳6）：高端浮置電源電壓

HO（引腳7）：高端輸出

Nc（引腳8）：空端

VDD（引腳9）：邏輯電源電壓

HIN（引腳10）：邏輯高端輸入

SD（引腳11）：關(guān)斷

LIN（引腳12）：邏輯低端輸入

Vss（引腳13）：邏輯電路地電位端，其值可以為0V

Nc（引腳14）：空端

3、IR2110及相關(guān)型號(hào)封裝外形

二、ir2110中文資料詳解_ir2110內(nèi)部結(jié)構(gòu)

R2110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理框圖如圖所示。圖中HIN和LIN為逆變橋中同一橋臂上下兩個(gè)功率MOS的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸入端。SD為保護(hù)信號(hào)輸入端，當(dāng)該腳接高電平時(shí)，IR2110的輸出信號(hào)全被封鎖，其對(duì)應(yīng)的輸出端恒為低電平；而當(dāng)該腳接低電平時(shí)，IR2110的輸出信號(hào)跟隨HIN和LIN而變化，在實(shí)際電路里，該端接用戶的保護(hù)電路的輸出。HO和LO是兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，驅(qū)動(dòng)同一橋臂的MOSFET。

三、ir2110中文資料詳解_ir2110工作原理

IR2110內(nèi)部功能由三部分組成：邏輯輸入；電平平移及輸出保護(hù)。如上所述IR2110的特點(diǎn)，可以為裝置的設(shè)計(jì)帶來許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的設(shè)計(jì)，可以大大減少驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)目，即一組電源即可實(shí)現(xiàn)對(duì)上下端的控制。

四、ir2110中文資料詳解_ir2110應(yīng)用電路

1、IR2110自舉電路設(shè)計(jì)

IR2110驅(qū)動(dòng)半橋的電路如圖所示，其中C1，VD1分別為自舉電容和自舉二極管，C2為VCC的濾波電容。假定在S1關(guān)斷期間C1已經(jīng)充到足夠的電壓（VC1VCC）。

當(dāng)HIN為高電平時(shí)如圖4.19：VM1開通，VM2關(guān)斷，VC1加到S1的柵極和源極之間，C1通過VM1，Rg1和柵極和源極形成回路放電，這時(shí)C1就相當(dāng)于一個(gè)電壓源，從而使S1導(dǎo)通。由于LIN與HIN是一對(duì)互補(bǔ)輸入信號(hào)，所以此時(shí)LIN為低電平，VM3關(guān)斷，VM4導(dǎo)通，這時(shí)聚集在S2柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過Rg2迅速對(duì)地放電，由于死區(qū)時(shí)間影響使S2在S1開通之前迅速關(guān)斷。當(dāng)HIN為低電平時(shí)如圖4.20：VM1關(guān)斷，VM2導(dǎo)通，這時(shí)聚集在S1柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過Rg1迅速放電使S1關(guān)斷。經(jīng)過短暫的死區(qū)時(shí)間LIN為高電平，VM3導(dǎo)通，VM4關(guān)斷使VCC經(jīng)過Rg2和S2的柵極和源極形成回路，使S2開通。在此同時(shí)VCC經(jīng)自舉二極管，C1和S2形成回路，對(duì)C1進(jìn)行充電，迅速為C1補(bǔ)充能量，如此循環(huán)反復(fù)。

2、帶電平箝位的IR2110驅(qū)動(dòng)電路

針對(duì)IR2110的不足，對(duì)輸出驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了改進(jìn)，可以采用在柵極限流電阻上反并聯(lián)一個(gè)二極管，但在大功率的環(huán)境下不太明顯。本文介紹的第一種方法就是下面如圖所示電路。在關(guān)斷期間將柵極驅(qū)動(dòng)電平箝位到零電平。在橋臂上管開通期間驅(qū)動(dòng)信號(hào)使Q1導(dǎo)通、Q2截止，正常驅(qū)動(dòng)。上管關(guān)斷期間，Q1截止，Q2柵極高電平，導(dǎo)通，將上管柵極電位拉到低電平（三極管的飽和壓降）。這樣，由于密勒效應(yīng)產(chǎn)生的電流從Q2中流過，柵極驅(qū)動(dòng)上的毛刺可以大大的減小。下管工作原理與上管完全相同，不再累述。

3、IR2110負(fù)壓產(chǎn)生電路

在大功率IGBT場(chǎng)合，各路驅(qū)動(dòng)電源獨(dú)立，集成驅(qū)動(dòng)芯片一般都有產(chǎn)生負(fù)壓得功能，如EXB841系列，M57957系列等，在IGBT關(guān)斷期間柵極上施加一個(gè)負(fù)電壓，一般為－3～－5V。其作用也是為了增強(qiáng)IGBT關(guān)斷的可靠性。防止由于密勒效應(yīng)而造成的誤導(dǎo)通。IR2110芯片內(nèi)部雖然沒有產(chǎn)生負(fù)壓功能，但可以通過外加幾個(gè)無源器件來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)壓得功能，如圖所示。在上下管驅(qū)動(dòng)電路中均加上由電容和5V穩(wěn)壓管組成的負(fù)壓電路。

其工作原理為：電源電壓為20V，在上電期間，電源通過Rg給Cg充電，Cg保持5V的電壓，在LIN為高電平的時(shí)候，LO輸出0V，此時(shí)S2柵極上的電壓為－5V，從而實(shí)現(xiàn)了關(guān)斷時(shí)負(fù)壓。

對(duì)于上管S1，HIN為高電平時(shí)，HO輸出為20V，加在柵極上的電壓為15V。當(dāng)HIN為低電平時(shí)，HO輸出0V，S1柵極為－5V。

IGBT為電壓型驅(qū)動(dòng)器件，所以負(fù)壓負(fù)壓電容C5，C6上的電壓波動(dòng)較小，維持在5V，自舉電容上的電壓也維持在20V左右，只在下管S2導(dǎo)通的瞬間有一個(gè)短暫的充電過程。

IGBT的導(dǎo)通壓降一般小于3V，負(fù)壓電容C5的充電在S2導(dǎo)通時(shí)完成。對(duì)于C5，C6的選擇，要求大于IGBT柵極輸入寄生電容Ciss。自舉電容電電路中的二極管D1必須是快恢復(fù)二極管，應(yīng)留有足夠的電流余量。此電路與一般的帶負(fù)壓驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生負(fù)壓原理相同，直流母線上疊加了5V的電壓。

4、IR2110結(jié)合隔離變壓器電路

上面2種方法已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是也有他的缺點(diǎn)，首先電路比最簡(jiǎn)單的應(yīng)用電路要復(fù)雜的多，其次所用的器件數(shù)目增多，成本增加，再次效果也并不是非常好，這主要是因?yàn)镮R2110芯片本身很容易受到開關(guān)管的影響。

負(fù)載增大，電壓升高，IR2110的輸出波形就會(huì)變得很混亂，所以用常規(guī)的變壓器隔離和IR2110結(jié)合起來使用其電路圖如6所示，這種電路結(jié)合了經(jīng)典電路的部分內(nèi)容，大大地減小了負(fù)載對(duì)驅(qū)動(dòng)的影響，可以用于大功率場(chǎng)合，電路也比較簡(jiǎn)單，非常實(shí)用。