IR2110在模拟技术中用于IGBT驱动电路的应用

简介：
IR2110是一款广泛应用于电力电子领域的集成电路，特别适用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和MOSFET的驱动电路。它集成了高压开关与低压控制逻辑，能有效提升电路性能及稳定性。 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种结合了BJT（双极型三极管）和MOSFET（绝缘栅场效应管）特性的复合全控电压驱动功率半导体器件，它兼具高输入阻抗与低导通压降的优点。GTR具有较低的饱和压降和较大的载流密度，但需要较大的驱动电流；相反，MOSFET则有较小的驱动功率、快速开关速度等优点，但是它的导通压降低且载流密度小。IGBT通过整合这两种器件的优势，在实现低驱动功率的同时保持了低导通压降的特点，使其非常适合应用于600V及以上的变流系统中，如交流电机、变频器、开关电源和照明电路等领域。 在用于IGBT或MOSFET的驱动电路设计时，通常会使用集成芯片模块。例如IR2110是由美国IR公司推出的高压浮动驱动集成模块，专门针对全桥结构逆变电源的需求而设计。它能够承受±50 Vμs的电压上升率，并通过自举法实现了双通道高压浮动栅极驱动功能，可以同时为同一相桥臂上的上下两个开关管提供电压，从而降低了设备体积和成本。 **IR2110自举电路的工作原理** 当Q2导通时，Vcc经由自举电阻Rbs及二极管Dbs对电容Cbs充电，在Vb与Vs之间形成悬浮电源。这一设计简化了驱动电路的设计，并且只需要一个外部电源即可实现同一桥臂上下开关管的驱动。 **IR2110栅极电平箝位** 由于IR2110不能产生负偏压，因此在处理密勒效应时可能会出现问题，即集电极和栅极间寄生电容可能产生的干扰。这种情况下，通过V1与V2的状态切换，在上管关闭时将驱动输出拉至零点电压可以减少这些干扰。 **IR2110的应用实例** 例如在一个设计为用于汽车直流充电器的电路中，采用半桥结构并使用IR2110进行IGBT驱动。实验结果表明在400V直流输出、38.3kHz开关频率下，该方案能够有效且可靠地运行。 综上所述，通过利用IR2110等集成模块技术，在降低成本的同时简化了电路设计，并提高了系统可靠性，尤其适用于诸如汽车充电器等应用领域。