Infineon IRS2003

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для драйвера верхнего и нижнего ключа Infineon IRS2003.

Общее описание

IRS2003 — это высоковольтный драйвер MOSFET и IGBT, предназначенный для управления верхним (High-Side) и нижним (Low-Side) силовыми ключами в полумостовых и мостовых схемах. Он является частью популярного семейства микросхем, использующих технологию кремниевых структур с латеральным p-n-p транзистором (LPT).

Ключевая особенность IRS2003 — встроенный генератор напряжения смещения для верхнего канала. Это позволяет питать оба канала (верхний и нижний) от одного источника питания (VCC), что значительно упрощает схему и снижает стоимость системы, устраняя необходимость в отдельном источнике питания с плавающей землей (bootstrap) или изолированном DC-DC преобразователе.

Основные области применения:

• Импульсные источники питания (SMPS)
• Приводы двигателей (двигатели переменного тока, бесщеточные DC-двигатели)
• Преобразователи DC-AC (инверторы)
• Усилители класса D

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | Примечание | | :--- | :--- | :--- | | Напряжение смещения верхнего канала | До 600 В | Максимальное напряжение относительно земли для верхнего драйвера. | | Напряжение питания (VCC) | +10 В до +20 В | Рекомендуемый диапазон питания микросхемы. | | Выходной ток источника (Source) | +290 мА (тип.) | Ток на включение ключа. | | Выходной ток стока (Sink) | -600 мА (тип.) | Ток на выключение ключа. Более высокий для быстрого гашения заряда затвора. | | Сопротивление каналов (Rds(on)) | 9 Ом (исток), 4.5 Ом (сток) | Типовые значения при VCC=15В. | | Задержка распространения (Propagation Delay) | 130 нс (тип.) | Время от входа до соответствующего выхода. | | Время нарастания/спада (Rise/Fall Time) | 60 нс / 40 нс (тип.) | При нагрузке 1 нФ, влияет на скорость переключения. | | Задержка включения (Turn-On/Turn-Off Delay) | 360 нс / 90 нс (тип.) | Включает время нарастания/спада. | | Защита от сквозных токов (Dead Time) | 200 нс (тип.) | Встроенная фиксированная задержка между выключением одного ключа и включением другого в одном плече. Критически важна для предотвращения сквозных токов. | | Сдвиг уровня входного сигнала | CMOS-совместимые входы | Прямое управление от контроллеров (3.3В / 5В). | | Рабочая температура (Tj) | -40°C до +150°C | |

Особенности:

1. Встроенный стабилизатор смещения: Позволяет использовать один источник питания.
2. Фиксированное время задержки включения (Dead Time): Надежно защищает от сквозных токов.
3. Запатентованная технология LPT: Обеспечивает высокую устойчивость к отрицательным переходным процессам напряжения (dv/dt).
4. Низкое энергопотребление в режиме ожидания.

Распиновка (DIP-8 / SOIC-8)

1. VCC — Напряжение питания (+10..20В).
2. IN — Входной сигнал для нижнего канала.
3. COM — Общая земля (Reference Ground).
4. LO — Выход для управления нижним ключом.
5. VS — Плавающая возвратная шина для верхнего канала (подключается к истоку верхнего MOSFET).
6. HO — Выход для управления верхним ключом.
7. VB — Плавающее напряжение смещения для верхнего канала (питание верхнего драйвера).
8. VIN — Входной сигнал для верхнего канала.

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

Основные варианты поставки:

• IRS2003PBF — Корпус PDIP-8 (сквозной монтаж).
• IRS2003SPBF — Корпус SOIC-8 (поверхностный монтаж).

Суффикс PBF означает "бессвинцовый" (RoHS-совместимый).

Совместимые и альтернативные модели

Прямые аналоги (с практически идентичными параметрами и функционалом):

• IR2103 / IR2103S от International Rectifier (Infineon) — Прямой функциональный аналог и предшественник. IRS2003 является его развитием. Характеристики очень близки, распиновка полностью идентична. Часто взаимозаменяемы.
• IR2101(2)(3)(4) — Семейство драйверов с разным временем dead time. IR2103 — самый близкий.
• MIC4103 от Microchip (Micrel) — Прямой аналог.
• NCP5103 от ON Semiconductor.

Совместимые по выводам, но с отличиями в функционале:

• IR2110 / IR2113 — Более мощные драйверы (до 2А), с аналогичной логикой (два входа, два выхода), но без встроенного стабилизатора смещения (требуется bootstrap-конденсатор). Распиновка отличается.
• IR2184(1)(2)(3)(4) — Драйверы с аналогичным принципом (полумост), но часто имеют встроенную защиту и другую логику управления.

Что важно при замене:

1. Распиновка: Должна быть полностью идентичной (DIP-8/SOIC-8).
2. Напряжение смещения (Bootstrap vs. Built-in Bias): IRS2003 и IR2103 имеют встроенный генератор смещения. При замене на драйвер, требующий bootstrap (например, IR2110), необходима переделка схемы (добавление диода и конденсатора).
3. Время Dead Time: У IRS2003 оно фиксированное (~200 нс). У других моделей может быть другим или программируемым.
4. Ток драйвера: Для более мощных ключей может потребоваться драйвер с большим выходным током.

Заключение

Infineon IRS2003 — это классическое, проверенное временем решение для управления полумостом в приложениях средней мощности. Его главное преимущество — простота реализации благодаря встроенному генератору смещения. IR2103 является его прямым и наиболее распространенным аналогом. При выборе замены необходимо в первую очередь обращать внимание на идентичность распиновки и принцип формирования напряжения смещения для верхнего ключа.