Infineon IR2104SPBF

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для драйвера верхнего и нижнего ключа IR2104SPBF.

Описание

IR2104SPBF — это высоковольтный, высокоскоростной драйвер MOSFET и IGBT, предназначенный для управления верхним (High-side) и нижним (Low-side) силовыми ключами в полумостовой или полномостовой схеме.

Его ключевая особенность — встроенный канальный генератор с функцией самоподъема напряжения (bootstrap) для питания драйвера верхнего плеча. Это устраняет необходимость в отдельном изолированном источнике питания, значительно упрощая и удешевляя схему.

• Основное назначение: Управление силовыми ключами в импульсных источниках питания, мостовых драйверах двигателей (BLDC, шаговых), инверторах, DC-AC преобразователях.
• Принцип работы: Микросхема принимает низковольтные логические сигналы от контроллера (MCU) и преобразует их в мощные импульсы для быстрого открывания и закрывания силовых транзисторов. Драйвер обеспечивает необходимый пиковый ток для зарядки/разрядки затвора (Gate charge).
• Корпус: PDIP-8 (SPBF обозначает безсвинцовый корпус). Это классический 8-контактный корпус для сквозного монтажа.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение | Примечание | | :--- | :--- | :--- | | Напряжение смещения (V_B, V_S) | до 600 В | Максимальное напряжение между цепями питания верхнего и нижнего драйвера. | | Напряжение питания (V_CC) | 10 – 20 В | Рекомендуемое напряжение питания микросхемы. | | Выходное напряжение (для затвора) | V_CC - V_SS | Выходной сигнал повторяет входной с усилением по току. | | Пиковый выходной ток (I_O) | ±210 мА (исток/сток) | Ток перезаряда затвора. Достаточно для управления MOSFET средней мощности. | | Время нарастания/спада (t_r, t_f) | 120 нс / 94 нс (тип.) | Высокая скорость переключения для снижения потерь. | | Время задержки (Dead Time) | < 540 нс (внутр.) | Встроенная задержка между переключением верхнего и нижнего ключа для предотвращения сквозных токов (shoot-through). | | Защита от пониженного напряжения (UVLO) | Есть | Для V_CC и V_B. Блокирует работу при недостаточном напряжении питания. | | Логический порог входа (IN, SD) | CMOS/TTL-совместимый | Может управляться напрямую от микроконтроллеров (3.3В / 5В). | | Рабочая температура (T_j) | -40°C до +150°C | Широкий промышленный диапазон. |

Важные особенности:

• Затворный резистор: Для подавления ВЧ-колебаний и управления скоростью переключения обязательно требуется устанавливать внешние резисторы (R_g) на выходах HO и LO.
• Bootstrap-цепь: Для работы верхнего плеча требуется внешняя bootstrap-цепь: диод (быстрый, например, UF4007) и конденсатор (обычно 1-10 мкФ, низкий ESR).
• Сдвиг уровня: Внутренняя схема сдвига уровня позволяет управлять верхним ключом, плавающим на сотни вольт относительно земли.

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги

1. Прямые аналоги и варианты корпусов от Infineon:

• IR2104PBF — предыдущая версия маркировки (возможно, со свинцом).
• IR2104STRPBF — аналог в корпусе SOIC-8 для поверхностного монтажа. Это наиболее популярный и современный вариант.
• IR2104S — базовая часть номера.

2. Функционально совместимые модели от Infineon (схожие по выводам и функции):

• IR2101(S/PBF) — ключевое отличие: НЕТ встроенной dead-time. Dead-time должен задаваться контроллером. Более гибкий вариант.
• IR2103(S/PBF) — очень похож на IR2104, но с другими порогами UVLO. Часто взаимозаменяем.
• IR2110(S/PBF) — более мощный драйвер (пиковый ток до 2А), имеет два независимых входа для верхнего и нижнего ключа (в IR2104 один вход с инвертором).
• IR2184(S/PBF) — драйвер с расширенными функциями защиты (от перенапряжения, по току), также с bootstrap.

3. Совместимые модели от других производителей (Drop-in replacement):

Эти микросхемы имеют полную совместимость по выводам (pin-to-pin) и схожие характеристики, что позволяет использовать их как прямую замену без изменения печатной платы.

• Microchip (Microsemi):
  • MCP1404 (до 18В, 500 мА) — но рассчитан на более низкое напряжение.
• Texas Instruments (TI):
  • UCC27324 (сдвоенный драйвер, можно использовать один канал) — требует адаптации цепи bootstrap.
• ON Semiconductor:
  • NCP5104 — практически полный аналог.
  • FAN7382 — очень близкий аналог с улучшенными характеристиками.
• STMicroelectronics:
  • L6384E — аналог с дополнительными функциями защиты.
• International Rectifier (вошел в Infineon): Старые номера IR2104 — это и есть продукция этой компании.

Вывод

IR2104SPBF — классический, проверенный временем драйвер для построения полумостовых схем. Его основное преимущество — простота и низкая стоимость благодаря bootstrap-принципу. При выборе аналога обращайте внимание на:

1. Совместимость по выводам (pin-to-pin).
2. Напряжение смещения (не менее 600В для вашей задачи).
3. Наличие/отсутствие встроенной dead-time.
4. Требуемый пиковый выходной ток.
5. Корпус (DIP-8 или SOIC-8).

Для новых разработок чаще рекомендуется использовать версию в корпусе SOIC-8 (IR2104STRPBF) или рассмотреть более современные аналоги с улучшенными характеристиками.