Infineon IR21094SPBF

Отличный выбор! IR21094SPBF — это популярный и надежный драйвер верхнего и нижнего плеча (half-bridge driver) от Infineon Technologies. Вот подробное описание и вся необходимая информация.

Краткое описание

IR21094SPBF — это высоковольтный, высокоскоростной драйвер MOSFET или IGBT, предназначенный для управления ключами в полумостовой (half-bridge) или полномостовой (full-bridge) топологии. Его ключевая особенность — встроенный канал для управления верхним (high-side) ключом с функцией bootstrap (самоподзаряжающимся конденсатором), что устраняет необходимость в отдельном источнике питания для верхнего плеча.

Основное назначение: Управление силовыми ключами в импульсных источниках питания, двигателях (например, в сервоприводах, вентиляторах), инверторах, DC-AC преобразователях.

Ключевые технические характеристики (Technical Specifications)

| Параметр | Значение / Описание | Комментарий | | :--- | :--- | :--- | | Производитель | Infineon Technologies | — | | Семейство | IR2109x | | | Тип корпуса | SOIC-8 (Surface Mount) | SPBF указывает на безсвинцовый (Pb-free) корпус. | | Напряжение смещения (V_B) | +600 В макс. | Максимальное напряжение на верхнем плече относительно земли. | | Напряжение питания (V_CC) | +10 В .. +20 В | Рекомендуемое питание низковольтной части драйвера. | | Выходное напряжение верхнего плеча (V_S) | V_B - 25 В .. V_B + 0.3 В | Диапазон выходного сигнала для затвора верхнего ключа. | | Выходной ток (пиковый) | +290 мА / -600 мА | Ток заряда/разряда затвора. Достаточно для быстрого переключения MOSFET средней мощности. | | Время нарастания/спада (Rise/Fall Time) | ~120 нс / ~80 нс (при C_LOAD=1 нФ) | Высокая скорость переключения для уменьшения потерь. | | Время задержки (Propagation Delay) | ~520 нс (тип.) | Время между входным сигналом и выходным откликом. | | "Мертвое время" (Deadtime) | ~200 нс (внутреннее) | Защита от сквозных токов (cross-conduction). ВАЖНО: Рекомендуется добавлять внешнее "мертвое время" логикой контроллера. | | Защита | Совместимость с 3.3В/5В/15В логикой
Защелкивание от низкого уровня (Latch-up immune)
Защита от пониженного напряжения (UVLO) для V_CC | Надежная работа с микроконтроллерами. Защита от сбоев при включении. | | Диапазон рабочих температур | -40°C .. +125°C | Промышленный диапазон. | | Ключевая особенность | Bootstrap-технология | Позволяет питать канал верхнего плеча без изолированного источника. |

Распиновка (Pinout SOIC-8)

1. V_B — Питание для драйвера верхнего плеча (к этому выводу подключается bootstrap-конденсатор).
2. HIN — Входной сигнал для управления верхним плечом (High-side Input). Активный уровень — высокий.
3. LIN — Входной сигнал для управления нижним плечом (Low-side Input). Активный уровень — высокий.
4. COM — Общая земля (Ground).
5. LO — Выходной сигнал на затвор нижнего ключа (Low-side Output).
6. V_S — Возврат питания верхнего плеча (исток верхнего MOSFET). Подключается к точке между ключами (полумост).
7. HO — Выходной сигнал на затвор верхнего ключа (High-side Output).
8. V_CC — Питание драйвера (низковольтная часть, +12-15В).

Парт-номера (Part Numbers) и прямые аналоги

От Infineon:

• IR21094SPBF — основной номер для заказа (безсвинцовый, SOIC-8).
• IR21094PBF — свинцовый аналог (устаревший, но встречается).
• IR21094STRPBF — в корпусе SOIC-8 на бобине для автоматического монтажа.
• IR21094 — базовая часть номера без указания корпуса.

Совместимые/Функционально аналогичные модели от других производителей:

Эти драйверы имеют идентичную распиновку и схожие характеристики, но всегда нужно сверяться с даташитом по критическим параметрам (напряжения, токи, deadtime).

1. International Rectifier (ныне Infineon): IR2109, IR21091, IR21092, IR21093. Модели отличаются в основном внутренней логикой (инверсией входов) и временем deadtime.
   • IR2109 — базовая модель с прямыми входами.
   • IR21094 — имеет встроенные 200 нс deadtime и инвертированный вход для нижнего плеча (LIN). Это самая популярная версия для простых контроллеров.
2. Microchip (Microsemi): IRS21094SPBF — практически полный клон, часто взаимозаменяем.
3. Texas Instruments: UCC27324 + bootstrap-драйвер (например, UCC27321) — потребует другой схемы включения, не pin-to-pin.
4. ON Semiconductor: NCP5109 — функциональный аналог с похожими параметрами, но может иметь отличия в уровне UVLO.
5. STMicroelectronics: L6387E, L6390 — драйверы с расширенными функциями (защита от КЗ, регулируемый deadtime), но в других корпусах.

ВАЖНО по совместимости: Наиболее прямая и безопасная замена — IRS21094SPBF (от Microchip) и другие модели из семейства IR2109x (IR21091, IR21092, IR21093) после проверки таблицы истинности (Truth Table) в даташите, так как у них разная логика работы входов.

Области применения (Typical Applications)

• Приводы двигателей постоянного тока (DC Motor Drives)
• Управление бесщеточными двигателями (BLDC)
• Источники бесперебойного питания (ИБП)
• Импульсные источники питания (SMPS)
• Инверторы (DC-AC)
• Светодиодные драйверы высокой мощности

Критические моменты для проектирования

1. Bootstrap-цепочка: Правильный подбор диода (быстрый, с малым падением) и конденсатора (низкий ESR, достаточная емкость) — залог надежной работы верхнего плеча.
2. "Мертвое время": Встроенных 200 нс может быть недостаточно для мощных ключей. Всегда добавляйте deadtime на уровне ШИМ-контроллера.
3. Помехоустойчивость: Цепочки питания (VCC, VB) должны иметь керамические конденсаторы, размещенные максимально близко к выводам драйвера.
4. Пути возврата тока: Звездообразная ("звезда") разводка земли для силовых и сигнальных цепей критически важна для стабильности.

Вывод: IR21094SPBF — это классический, проверенный временем драйвер, идеально подходящий для множества силовых применений средней мощности. Его популярность обусловлена простотой использования, надежностью и наличием множества совместимых аналогов на рынке.