IR2110在电机驱动器设计中的应用
IR2110驱动IGBT的电路图
IR2110驱动IGBT的电路图
如图是IR2110驱动IGBT的电路。
如图（b）为IR21l0内部等效电路；如图（a）电路采用自举驱动方式，VD1为自举二极管，C1为自举电容。
接通电源，VT2导通时Cy通过VDt进行充电。
这种电路适用于驱动较小容量的IGBT。
对于IR2110，当供电电压较低时具有使驱动器截止的保护功能。
自举驱动方式支配着VT2的导通电压，因此电压较低的保护功能是其必要条件。
若驱动电压较低时驱动IGBT，则IGBT就会发生热损坏。
VD1选用高速而耐压大于600V的ERA38-06、ERB38-06等二极管。
C1容量可
根据下式进行计算
式中，QG为VT1的电荷量，Ucc为低压端电压，UCES（ON）为VT2的导通电压，U L为。
ir2110原理
ir2110原理IR2110是一种高速高电压驱动芯片，广泛应用于电力电子领域。
在讲解IR2110的原理之前，先需要了解一些基础概念。
1.高电压驱动：传统的驱动电路（如三极管、MOSFET）通常不能直接控制高电压设备，因为它们的电压和电流限制较低。
而IR2110能够在较低电压下控制较高电压的装置，有助于提高系统的可靠性和效率。
2.高速驱动：IR2110具有较短的上升和下降时间，能够实现快速的开关操作，适用于高频率的电力应用。
IR2110的核心原理可以分为四个部分，分别是逻辑电气隔离、高速驱动、Bootstrap电路和保护电路。
逻辑电气隔离：IR2110具有独特的电气隔离结构，可以将输入电压与输出电压隔离开来。
输入和输出分别通过一个或多个光耦隔离器连接。
这种设计可以防止高电压和高电流对控制电路造成损坏，提高系统的安全性和稳定性。
高速驱动：IR2110内部包含一个高速驱动器，用于控制功率晶体管或MOSFET的开关操作。
高速驱动器能够在很短的时间内对驱动器端口施加高电平或低电平，从而实现快速切换。
Bootstrap电路：IR2110还包含一个Bootstrap电路，用于提供高电压给高侧驱动器。
在推挽式电路中，高侧驱动器的输入需要高于电源电压才能正常工作。
Bootstrap电路能够利用负载电流的间歇性特征，通过一个集电器输出驱动器的电容来提供额外的高电压。
保护电路：为保护电路和系统免受故障或不正常工作的损害，IR2110还集成了多种保护功能。
例如，低侧驱动器的过电流保护和短路保护，高侧驱动器的过电流保护以及低侧和高侧驱动器的过压保护等。
这些保护功能可以有效地保护电路，并防止设备损坏。
总的来说，IR2110是一种具有高电压驱动和高速驱动能力的芯片。
它的原理包括逻辑电气隔离、高速驱动、Bootstrap电路和保护电路。
通过这些设计，IR2110能够实现对高电压设备的控制，并提供良好的系统保护功能，是电力电子领域中不可或缺的关键元件。
IR2110驱动器驱动IGBT功率管的抗干扰技术
17
VDD 9 HIN 10 1
R1
SD 11 1 R2
LIN 12 1 R3
VSS 13
RQ S ≥1
脉冲 放大
≥1 S RQ
输入级
电平 转换器
电平 转换器
高 电 R4 平 R5 转 换
欠电压 检测
上通道 VM1
1
逻辑 脉冲 封锁 滤波
VM2
6 VB
7 HO 5 VS 3 VCC
欠电压 检测
& VM3
Abstract: Introduction was made to the structure and characteristic of IR2110. The instantaneous problem on driving circuit is analyzed in detail. There are some simple and available methods of anti-jamming, such as adding relay on DC, designing PCB board in reason to decrease separate parameters, adding series resistance to enhance the immunity of negative over voltage. Their validity has been confirmed in the practical application.
1 LO
延时
VM4 下通道
2 COM
图1 IR2110的内部功能框图
作者简介：张海英(1981- )，女，硕士研究生，研究方向为控制理论与控制工程； 胡金高(1962- )，男，副教授，硕士生导师，博士研究生，研究方向为电气传动与数控系统。
ir2110工作原理
IR2110工作原理
概述
IR2110是一种高性能的MOSFET和IGBT驱动器芯片，用于控制和驱动电源开关设备。
它能够提供高电流和高速度的驱动信号，在电源开关应用中具有广泛的应用。
这个芯片具有低功耗和抗电磁干扰的特性，能够提供短路保护和电源反转保护。
它的工作原理主要基于内部的PWM模块和电流放大器。
工作原理
IR2110的工作原理可以总结为以下几个步骤：
1.输入信号触发：当输入信号到达芯片时，触发电路将其转换为合适的PWM
信号。
2.驱动信号生成：基于触发信号，内部的PWM模块将其转换为完整的驱动
信号。
3.电流放大：驱动信号经过电流放大器后，能够提供足够的电流来控制
MOSFET或IGBT设备。
4.输出驱动：放大后的驱动信号将被输出到MOSFET或IGBT设备，控制
其导通和截止。
5.保护功能：IR2110还包含了短路保护和电源反转保护，确保系统的安全
运行。
应用领域
IR2110在很多领域中得到广泛应用，包括但不限于：
•功率逆变器
•电机驱动
•电源开关
•电子变压器
•光伏逆变系统
通过使用IR2110，这些应用可以实现高效、高性能的电源开关控制，提高系统的可靠性和效率。
基于电荷泵的IR2110全桥驱动电路研究_严延
2. 2 基于电荷泵的 IR2110 全桥驱动电路分析 该电路采用 2 片 555 定时器及少量电子元件构
成 2 个充电泵电路, 分别给 2 片 IR2110 芯片提供稳 定的高端浮动电源. 以其中半桥驱动电路为例, 其工 作原理分析如下:
当高端 M OS 管 T 1 关断时, 系统电源( + 15 V) 经快速恢复自举二极管 FR157 对自举电容 C1 进行 充电.
基于电荷泵的 IR2110 全桥驱动电路研究
严 延1 , 李峰飞2 , 吴国军1 ( 1. 中国地质大学( 武汉) 机械与电子信息学院, 湖北 武汉 430074; 2. 中国地质大学( 武汉) 工程学院,
湖北 武汉 430074)
Research of IR2110 H- Bridge Pow er Driver Circuit Based on Charge Pum p
f = 1 / ( 1 . 386 @ Rf @ Rc) = 1 / ( 1 . 386 @ 100 k8 @ 1 nF = 7. 22 kH z
故 555 定 时 器的 输 出 端 3 脚 将 输 出 频率 为 71 22 kH z 的 方波 信号. 该信 号 经升 压电 容 C9 及 IN4148 二极管 D2, D3 的处理之后, 变换为+ 15 V
集成IGBT驱动电路IR2110原理电路图
集成IGBT驱动电路IR2110原理电路图IR2110是一种双通道高压，高速电压型功率开关器件栅极驱动电路，其有自举浮动电源，驱动电路非常简单，只用一路电源可同时驱动上、下桥臂。
但IR2110有它本身的缺陷，不能产生负压，在抗干扰方面比较薄弱。
1.IR2110的主要特点及功能原理IR2110采用14引脚DIP封装，引脚排列如下图(a)所示，其内部功能原理框图如图(b)所示。
IR2110各引脚的功能分别是：①脚(LO))是低端输出通道；②脚(COM)是公共端；③脚(Vcr)是低端固定电源电压端；⑤脚( Us)是高端浮置电源偏移电压端；⑥脚(UB)是高端浮置电源电压端；⑦脚(HO)是高端输出通道：③脚(VDO)是逻辑电路电源电压端；⑩脚( HIN)、11脚(SD)、12脚(LIN)均是逻辑输入端；13脚(VSS)是逻辑电路地电位端，外加电源电压端，该端电压值可以为0v；④脚、⑧脚、14脚均为空脚。
IR2110 IGBT驱动电路由逻辑输入、电平转换、保护、上桥臂侧输出和下桥臂侧输出等单元电路构成。
逻辑输入端采用施密特触发电路，以提高抗干扰能力。
逻辑输入电路与TTL/COMS电平兼容，其输入端阈值为电源电压UDO的10%，各通道相对独立。
由于逻辑信号均通过电平耦合电路连接到各自的通道上，容许逻辑电路参考地（VSS）与功率电路参考地(COM)之间有-5～+15V的偏移量，并且能屏蔽小于50ns的脉冲，这样便具有较理想的抗噪声效果。
两个高压MOS管推挽IGBT驱动电路的最大灌入或输出电流可达2A，上桥臂通道可以承受500V的电压。
输人与输出信号之间的传导延时较小，开通传导延时为120ns，关断传导延时为95ns。
电源端UCC的典型值为15V，逻辑电源和模拟电源共用一个15V电源，逻辑地和模拟地接在一起。
输出端设有对IGBT驱动电路电源的欠压保护，当电源电压低于8. 2V时，封锁驱动输出。
IR2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS 工艺制作，具有独立的高端和低端输出通道；浮置电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V，duldt =土50V/ns，在15V下的静态功耗仅有1. 6mW；输出的栅极驱动电压范围为10~20V，逻辑电源电压范围为5~15V，逻辑电源地电压偏移范围为-5~ +5V。
IR2110功能资料
IR2110功能资料驱动芯片IR2110功能简介在功率变换装置中，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 磁隔离的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
1. IR2110引脚功能L0 （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H0（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 —i..1 ■ ■ r ■ • V■魏•・ T•ht ・« 1 ■11(l)IR2110引脚管及特点简介Ivolcal ConnectionVss (引脚13):逻辑电路地电位端，其值可以为0V Nc (引脚14):空端(2)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500Vo(3)输出的电源端(脚 3)的电压范围为10-20Vo ⑷逻辑电源的输入范W (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)工作频率髙，可达SOOKHzo(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 。
2. IR2110内部结构IR2110的内部结构和工作原理框图如图4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。
IR2110在开关磁阻电机调速系统中的应用_苏瑜田
Ｖｒｒｍ 大于主 电 路 电 压；反 向 最 大 恢 复 时 间ｔｒｒｍａｘ大 约为４００ｎｓ；所承受 电 流 为 栅 极 电 荷 与 开 关 频 率 之积。本文选择 ＦＲ１０７，其 Ｖｒｒｍ ＝１ ０００ Ｖ，Ｉｆ＝ １ Ａ，ｔｒｒｍａｘ＝５００ｎｓ。 ２．２ 改 进 型 自 举 回 路
１１９７
其中，Ｖｆ 为自举二极管正向压降；Ｖｌｓ 为功 率 管 压 降；Ｖｍｉｎ 为 ＶＢ 和 ＶＳ之间的最小电压 。 ［５］ 本试验 中功率管选用 型 号 为ＩＲＧ４ＢＣ２０ＫＤ 的ＩＧＢＴ，其 栅极电荷 Ｑｇ＝１３４ｎＣ，Ｖｇｓ＝２０ Ｖ，工 作 频 率 ｆ＝ １ｋＨｚ。通过计算 可 得 Ｃ１ ≥０．３２μＦ，可 选 容 值 为 ０．５６μＦ 的陶瓷电容。在上管 Ｑ１ 开通 时，自 举 二 极管应能阻断直 流 干 线 上 的 高 压，同 时 能 够 快 速
构成 的 ８／６ 极 开 关 磁 阻 电 机 功 率 变 换 电 路，采 用 １０～２０Ｖ，逻辑电源地与功率地之间最大偏移量可
４片ＩＲ２１１０ 驱 动 ４ 个 桥 臂，仅 需 １ 路 １０～２０ Ｖ 有±５Ｖ，工作频率可高达５００ｋＨｚ，上桥臂通道可
的电源，这样在实际应用中简化了电路结构，有利 承受５００Ｖ 的高压，上管采用外部自举电容上电，
１１９８
合 肥 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第 ３６ 卷
通，ＶＳ 被 拉 低 并 充 当 充 电 回 路，为 自 举 电 容 充 电。图６ 所 示 为 当 电 机 正 常 工 作 时 Ｑ１ 的 栅 源 波 形 ，此 时 占 空 比 为 ４０％ ，转 速 为 ５１９ｒ／ｍｉｎ。
ir20原理
ir20原理IR2110是一种用于驱动MOSFET的单片双路驱动器，常用于交流电机驱动、变换器、逆变器等应用中。
它具有高速驱动和高耐受电压等特点，能够为大功率应用提供可靠的控制。
IR2110的工作原理如下：1. 供电电压Vcc通过电流限制器进行限制，然后通过内部的负压控制电路将电压反相得到-Vcc。
2.通过集电极驱动电路分别控制高侧（HO、HOI）和低侧（LO、LOI）输出级，实现对两个MOSFET的驱动。
3.控制输入引脚（IN、INI）接收外部输入信号，然后通过驱动器将信号放大后送入双路输出级。
4.驱动器将输入信号转换为PWM信号，通过比较器和SR锁存器实现清零和置位信号的生成。
5.清零和置位信号通过双路输出极驱动引脚向MOSFET的门极施加相应的电压，实现MOSFET的开关控制。
IR2110具有以下几个重要特点：1.高速驱动能力：IR2110具有高速开关和关断能力，可快速切换MOSFET的导通和关断状态，从而提高系统的动态响应速度。
2.高电压耐受能力：IR2110的内部电源级可耐受高达600V的反向电压，适用于高压应用领域。
3.高峰值输出电流能力：IR2110的输出级能够提供高达2A的峰值输出电流，可以满足大电流需求的应用。
4. 低干扰：IR2110的PWM信号通过高速di/dt控制和屏蔽技术，可以减少开关电源中的共模和差模噪声，降低系统的干扰电平。
5.内置欠压锁存保护：IR2110内部集成了欠压锁存保护功能，可以在输入电压低于一定阈值时保持MOSFET关断，以防过压损坏。
6.双路驱动设计：IR2110具有双路驱动输出，可以独立控制高侧和低侧MOSFET的开关，提高系统的灵活性和可靠性。
IR2110应用广泛，例如在交流电机驱动中，高速的开关能力可以实现高效的电机控制；在变换器和逆变器中，IR2110的高电压耐受能力和高峰值输出电流能力可以提供稳定的电压和电流输出。
总的来说，IR2110是一款功能强大的MOSFET驱动器，通过高速驱动和高耐受电压等特点，实现了对大功率应用的稳定控制。
IR2110引脚功能及特点简介
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引脚功能及特点简介内部功能如图4.18所示: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0VNc（引脚14）:空端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。
IR2110的工作原理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。
高端侧悬浮驱动的自举原理：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（VC1 VCC）。
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。