IR2110芯片是一种高性能单路低和高电平驱动芯片,采用Bipolar CMOS DMOS(BCD)工艺制造。其内部包含两个逻辑单元:LOW-SIDE部分和HIGH-SIDE部分。LOW-SIDE部分用于控制低端开关MOS管,HIGH-SIDE部分则用于控制高端开关MOS管。
在工作时,IR2110芯片通过输入控制信号和高低电平信号控制MOS管的导通和截止。由于MOS管本身电容较大,需要消耗较大的电流来实现导通,因此需要给HIGH-SIDE部分提供高电平带,也就是高电平自举。
高位自举是指将HIGH-SIDE部分的驱动电源(Vcc)提高到电源电压(Vdd)的一定电平,通常是Vdd-10V以上。采用高位自举技术可以使HIGH-SIDE部分驱动MOS管时,输出信号的上升时间和下降时间都减小,从而缩短了MOS管的开关时间,使MOS管更快速地响应控制信号。
此外,高位自举技术还可以减小HIGH-SIDE部分的开关损耗,提高芯片的效率,降低芯片温度,延长使用寿命。
IR2110芯片的高位自举实现需要两种电源:一个是Vcc电源,用于LOW-SIDE部分的驱动;一个是BOOT电源,用于HIGH-SIDE部分的驱动。BOOT电源以HIGH-SIDE输出端为负载,由一个电容器充放电产生,该电容器被称为BOOT电容。
在实际电路中,由于BOOT电源需要提供比Vcc更高的电平,因此需要通过外部电路实现。通常在Vcc和HIGH-SIDE电源上加一个电感元件,这个元件被称为BOOT电感,其作用是将HIGH-SIDE电源有源地升高到Vcc+Vboot的水平,从而实现高位自举。
在使用高位自举技术时,需要注意以下几点:
(1)BOOT电容要选用合适的大小,过小会导致输出电流不足,过大会影响响应速度。
(2)BOOT电感不宜过小,一般为数百nH左右。
(3)为了保证BOOT电源的可靠性,建议加入反并联二极管。
(4)在使用高斯滤波电路时,需要保证该电路能够滤掉BOOT电源的开关干扰信号。