Infineon IR2110

Конечно, вот подробное описание микросхемы IR2110 от Infineon, ее технические характеристики, парт-номера и совместимые аналоги.

Описание IR2110

IR2110 — это высоковольтный драйвер MOSFET и IGBT-транзисторов, выполненный по технологии HVIC (High Voltage Integrated Circuit) и технологии CMOS. Это одна из самых популярных и широко используемых микросхем в силовой электронике для управления полумостовыми (Half-Bridge) и полномостовыми (Full-Bridge) схемами.

Ключевая особенность IR2110 — способность управлять верхним (high-side) и нижним (low-side) ключами в мостовой схеме с помощью всего одной микросхемы. Для управления верхним ключом используется встроенный узел сдвига уровня, который позволяет подавать напряжение на затвор транзистора, потенциал которого "плавает" относительно земли на высоком напряжении (до 500-600В).

Основные преимущества:

• Компактность: Замена двух раздельных драйверов одной микросхемой.
• Высокая скорость переключения: Малое время нарастания и спада импульсов, что снижает коммутационные потери.
• Защита от сквозных токов (Shoot-Through): Наличие встроенной задержки (dead time) между импульсами управления верхним и нижним ключом, что предотвращает одновременное открытие обоих транзисторов и короткое замыкание.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.

Типичные области применения:

• Импульсные источники питания (SMPS)
• Преобразователи частоты для управления двигателями
• Инверторы (например, для солнечных панелей)
• Усилители класса D
• Системы бесперебойного питания (ИБП)

Технические характеристики

В таблице ниже приведены ключевые параметры для версии IR2110STRPBF (самая распространенная в корпусе SOIC-16).

| Параметр | Значение | Примечания | | :--- | :--- | :--- | | Напряжение смещения (V_B) | макс. 500 В / 600 В | Для версий с суффиксом -500 и -600 соответственно. Напряжение на верхнем ключе относительно земли. | | Напряжение питания (V_CC, V_DD) | от 10 В до 20 В | Рекомендуемое напряжение питания логической и силовой частей. | | Выходное напряжение (V_HO, V_LO) | от V_SS до V_B / V_CC | Диапазон выходных импульсов для затворов. | | Пиковый выходной ток | ±2 А | Ток затвора, который может отдать/принять драйвер. | | Типовое время нарастания (t_r) | 120 нс | При C_load = 1 нФ, V_CC=15В | | Типовое время спада (t_f) | 90 нс | При C_load = 1 нФ, V_CC=15В | | Задержка распространения (Propagation Delay) | 120 нс (тип.) | Время между входным и выходным сигналом. | | Совместимость входов с КМОП (CMOS) | от 3.3 В до 20 В | Прямое управление от микроконтроллеров (3.3В, 5В). | | Встроенная задержка (Dead Time) | ~520 нс (тип.) | Время между выключением одного ключа и включением другого. | | Макс. рабочая температура перехода (T_j) | +150 °C | | | Корпус | PDIP-14, SOIC-16 | Наиболее распространен SOIC-16 (широкий). |

Структурная схема и назначение выводов (корпус SOIC-16):

• V_CC (Пин 13): Питание нижнего канала.
• COM (Пин 12): Земля нижнего канала.
• LO (Пин 11): Выход на затвор нижнего ключа.
• V_DD (Пин 9): Питание логической части.
• HIN (Пин 10), LIN (Пин 12): Входы управления верхним и нижним каналами.
• V_B (Пин 8): Плавающее питание для верхнего канала.
• V_S (Пин 7): Плавающая земля (исток верхнего ключа).
• HO (Пин 6): Выход на затвор верхнего ключа.
• SD (Пин 13): Вход аварийного отключения (Shutdown). При подаче высокого уровня все выходы отключаются.

Парт-номера (Part Numbers)

Infineon (и ранее International Rectifier) выпускает IR2110 в различных корпусах и с разным максимальным напряжением.

| Парт-номер | Корпус | Макс. V_B | Примечание | | :--- | :--- | :--- | :--- | | IR2110STRPBF | SOIC-16 (Wide) | 500 В | Наиболее популярный и доступный вариант. | | IR2110PBF | PDIP-14 | 500 В | DIP-корпус для монтажа в отверстия. | | IR2110SPBF | SOIC-16 (Wide) | 500 В | | | IR2113STRPBF | SOIC-16 | 500 В | Отличается инверсной логикой на входах. | | IR2112STRPBF | SOIC-16 | 600 В | Аналог IR2110 на большее напряжение. |

Примечание: Суффикс PBF означает "Lead-Free" (бессвинцовый).

Совместимые модели и Аналоги

Микросхемы, которые являются функционально полными или частичными аналогами IR2110.

Прямые аналоги (с аналогичной распиновкой):

1. IR2113 / IR2113S: Почти полный аналог, но имеет инвертированные входы (HIN, LIN). Если в вашей схеме используется IR2113, замена на IR2110 потребует инвертирования управляющих сигналов от ШИМ-контроллера.
2. IR2112: Обладает более высоким максимальным напряжением (600В вместо 500В). Прямая замена в большинстве схем.
3. MCP1406/1407 (от Microchip): Драйверы с похожими характеристиками, но обычно это драйверы для одного канала.

Функциональные аналоги (другие драйверы для мостовых схем):

Эти микросхемы решают ту же задачу, но могут иметь другую распиновку, больше функций или лучшие характеристики.

1. HIP408x (от Renesas): Семейство драйверов для мостовых схем (например, HIP4081A для полного моста) с расширенными возможностями.
2. LM5109 / LM5113 (от Texas Instruments): Аналогичные драйверы верхнего и нижнего ключа от TI.
3. FAN7389 / FAN7390 (от onsemi): Мощные драйверы полумоста с похожими характеристиками, часто используются как альтернатива.
4. TD350 (от STMicroelectronics): Усовершенствованный драйвер IGBT/MOSFET с дополнительными функциями защиты.
5. NCP51561 (от onsemi): Современный, высокоскоростной драйвер с улучшенными характеристиками и защитами.

Важно: При замене IR2110 на аналог необходимо всегда сверяться с даташитом (datasheet) на конкретную микросхему, обращая внимание на:

• Распиновку выводов.
• Логику работы входов (инверсная/неинверсная).
• Наличие и полярность входа Shutdown (SD).
• Напряжения питания и смещения.
• Встроенную задержку (dead time).