Инвертор IR2110

Конечно, вот подробное описание микросхемы IR2110, 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 и мостовыми схемами (например, в инверторах, импульсных источниках питания, драйверах двигателей).

Ключевая особенность и принцип работы: Микросхема объединяет в одном корпусе два независимых канала драйвера:

• Верхний канал (High-Side): Управляет верхним ключом в полумосте. Этот канал спроектирован для работы при очень высоком напряжении (до 500В или 600В) относительно земли. Для питания этого канала используется отдельный источник, плавающий относительно земли, который формируется с помощью схемы бутстрэп (bootstrap).
• Нижний канал (Low-Side): Управляет нижним ключом в полумосте. Работает от стандартного фиксированного напряжения (например, +12В или +15В) относительно общего провода (GND).

Оба канала имеют встроенные буферы, которые позволяют быстро заряжать и разряжать затворы мощных транзисторов, что критично для минимизации коммутационных потерь.

Основные преимущества:

• Компактность: Замена двух раздельных драйверов и сложной схемы смещения для верхнего ключа.
• Высокая помехоустойчивость: Технология HVIC обеспечивает надежную работу в условиях высоких dV/dt.
• Высокая скорость переключения: Типичное время нарастания/спада выходного сигнала ~120нс / ~100нс.
• Защита от сквозных токов (Cross-Conduction Prevention): Встроенная логика с фиксированной мертвой зоной (dead time) предотвращает одновременное открытие верхнего и нижнего ключей в мосте.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.

Технические характеристики (кратко)

• Производитель: International Rectifier (ныне часть Infineon Technologies)
• Напряжение смещения верхнего канала (V_B): до +500 В (IR2110), до +600 В (IR2110S)
• Выходное напряжение верхнего/нижнего канала (V_HO, V_LO): от 10 В до 20 В
• Рабочее напряжение питания (V_CC, V_DD): от +3.3 В до +20 В (логическая часть может работать от +3.3В)
• Типичное выходное токовое усилие: ±2 А (пиковое)
• Скорость переключения:
  • Время нарастания (t_r): 120 нс (тип.)
  • Время спада (t_f): 100 нс (тип.)
• Задержка распространения (Propagation Delay): ~120 нс (тип.)
• Мертвая зона (Deadtime): ~520 нс (тип., фиксированная внутренней логикой)
• Защита: Совместимость по входам с КМОП- и ТТЛ-уровнями, наличие вывода SD (Shutdown) для аварийного отключения обоих каналов.
• Температурный диапазон: от -40°C до +125°C
• Корпус: PDIP-14, SOIC-14

Парт-номера (Part Numbers)

Парт-номера формируются в зависимости от производителя, корпуса и температурного диапазона.

• IR2110STRPBF - [Наиболее популярный] Корпус SOIC-14, для поверхностного монтажа, упаковка на катушке (Tape & Reel), безсвинцовый (Pb-Free).
• IR2110PBF - Корпус PDIP-14, для сквозного монтажа в отверстия, безсвинцовый.
• IR2110S - Модификация с повышенным максимальным напряжением V_B до 600В.
  • IR2110STRPBF
  • IR2110SPBF
• IR2110-
  • Добавление суффиксов, указывающих на упаковку (буква "T" для SOIC, "P" для PDIP) и соответствие RoHS ("PBF" - Lead-Free).

Совместимые модели и аналоги

Совместимые микросхемы можно разделить на прямые аналоги (полные или функциональные замены) и альтернативы с улучшенными характеристиками или дополнительными функциями.

1. Прямые аналоги и функционально совместимые замены

• HIP2110: Прямой аналог от Renesas (ранее Intersil). Часто используется как drop-in замена.
• MCP1401/2: От Microchip, но это одиночные драйверы, для замены IR2110 потребуется две штуки и внешняя логика.
• EG2110: Популярный и более дешевый аналог от отечественных и китайских производителей. Часто используется в бюджетных инверторных платах. Важно: Качество может варьироваться в зависимости от производителя.
• FAN7380, FAN7382: От ON Semiconductor. Очень близкие по функционалу и характеристикам, часто имеют улучшенные параметры.
• TD350: От STMicroelectronics. Более продвинутый драйвер с настраиваемой мертвой зоной.

2. Улучшенные альтернативы и аналоги с дополнительными функциями

• IR2113: От Infineon. Имеет более высокую скорость переключения и меньшую потребляемую мощность. Не имеет встроенной фиксированной мертвой зоны (управляется внешним сигналом).
• IR2184: От Infineon. Полумостовой драйвер, похожий на IR2110, но со встроенной защитой от пониженного напряжения питания (UVLO) для обоих каналов и возможностью работы на частотах до нескольких МГц.
• IRS2184: Улучшенная версия IR2184.
• LM5109, LM5113: От Texas Instruments. Мостовые драйверы с высокой стойкостью к помехам и защитой от сквозных токов.
• UCC27201, UCC27211: От Texas Instruments. Драйверы для верхнего и нижнего ключа, но с раздельными входами и более высокой пиковой выходной мощностью.

Заключение: IR2110 — это классическая, проверенная временем микросхема, идеально подходящая для множества применений. При выборе аналога важно обращать внимание не только на распиновку, но и на такие параметры, как максимальное напряжение, скорость переключения, наличие и пороги срабатывания защиты UVLO, а также логику работы входов.