Infineon IR2170S

Конечно, вот подробное описание микросхемы Infineon IR2170S, ее технические характеристики, парт-номера и совместимые аналоги.

Описание

IR2170S — это специализированная высоковольтная интегральная схема (HVIC), разработанная для бесшунтового измерения тока в силовых инверторах и приводах двигателей. Это ключевой компонент для построения надежных и компактных систем управления.

Основной принцип работы: Микросхема использует интегрированный датчик тока на основе технологии «Sense FET». Вместо внешнего шунта (резистора) она измеряет падение напряжения на открытом канале силового MOSFET или IGBT нижнего плеча инвертора. Это измеренное напряжение преобразуется в пропорциональный широтно-импульсный модулированный (ШИМ) сигнал, который передается через высоковольтный уровень сдвига на сторону низкого напряжения.

Ключевые особенности и преимущества:

• Бесшунтовая технология: Устраняет потери мощности и нагрев, связанные с токоизмерительными резисторами, повышая КПД системы.
• Высоковольтный интерфейс: Встроенный уровень сдвига до 600В позволяет работать напрямую с силовыми ключами в полумостовых схемах.
• Выход с ШИМ-модуляцией: Ток представлен в виде цифрового ШИМ-сигнала, который обладает высокой помехоустойчивостью. Этот сигнал легко преобразовать обратно в аналоговое напряжение с помощью простого ФНЧ (RC-цепи) или обработать напрямую микроконтроллером.
• Защита от короткого замыкания: Имеет встроенную функцию быстрого отключения при обнаружении перегрузки по току (срабатывание по напряжению на выводе DESAT).
• Компактность: Интеграция датчика тока и драйвера в один корпус (SOIC-8) значительно экономит место на плате.

Типичные области применения:

• Частотные преобразователи для управления асинхронными и бесщеточными (BLDC) двигателями.
• Системы сервоприводов.
• Источники бесперебойного питания (ИБП).
• Инверторы для бытовой техники и промышленного оборудования.

Технические характеристики (кратко)

| Параметр | Значение / Описание | Примечание | | :--- | :--- | :--- | | Напряжение смещения (VBS) | От -5В до +20В | Для питания драйвера нижнего ключа. | | Напряжение питания (VCC) | +5В ±5% | Логическая часть и выходной каскад. | | Макс. напряжение фазы (VS) | 600В (пиковое) | Максимальное напряжение на выводе относительно земли. | | Выходной ток драйвера (HO) | ±0.25А (пик) | Ток затвора для управления силовым ключом. | | Время задержки (вкл/выкл) | ~500 нс / ~400 нс | Определяет быстродействие. | | Алгоритм измерения тока | ШИМ с фиксированной частотой 125 кГц | Коэффициент заполнения пропорционален току. | | Диапазон измерения тока | Зависит от R_IS и параметров силового ключа | Настраивается внешним резистором. | | Защита от КЗ (DESAT) | Программируемый порог | Задается внешним диодом и резистором. | | Температурный диапазон | -40°C до +125°C (переход Tj) | | | Корпус | SOIC-8 (узкий) | |

Парт-номера (Part Numbers)

Основной парт-номер для заказа:

• IR2170SPBF – Стандартная версия в трубке (Tape & Reel).
• IR2170STRPBF – Версия в рулоне (Reel).

Суффикс PBF означает "Lead-Free" (не содержит свинца), что является современным стандартом.

Совместимые модели и аналоги

Прямых полных аналогов с идентичной распиновкой и логикой от других производителей немного, так как IR2170S — уникальная комбинация драйвера нижнего плеча и бесшунтового датчика тока. Однако существуют альтернативы по функционалу:

1. Прямые аналоги и модернизированные версии от Infineon:

• IR2171 / IR2172 – Прямые аналоги IR2170S с незначительными улучшениями в параметрах. Часто указываются как совместимые замены. IR2172SPBF — наиболее вероятная альтернатива.
• IR22381 / IR22382 / IR22383 – Более современные и продвинутые 3-фазные драйверы со встроенными датчиками тока для всех трех фаз (высокое и низкое плечо). Имеют больше функций защиты и цифровой интерфейс. Не являются прямым заменой по выводам, но решают ту же задачу на более высоком уровне.
• IRS2330x / IRS2332x – Другие серии 3-фазных драйверов с интегрированными датчиками тока от Infineon.

2. Аналоги по принципу действия (от других производителей):

• Allegro Microsystems: Серия ACS710/ACS711/ACS712 — это изолированные датчики тока на эффекте Холла. Они решают задачу измерения тока, но не являются драйверами. Для создания системы потребуется отдельный драйвер силовых ключей.
• Texas Instruments (TI): DRV830x (например, DRV8305) — это комбинированные драйверы затворов и стабилизаторы для BLDC-приводов, но используют внешние шунты для измерения тока. AMC1300/AMC1301 — высоковольтные изолированные усилители для шунтов, а не бесшунтовые датчики.
• STMicroelectronics: STGAP1xxS — семейство изолированных драйверов, также требуют внешних шунтов или датчиков Холла.

3. Важное замечание о совместимости:

При замене IR2170S на IR2171/IR2172 в существующей схеме необходимо внимательно изучить даташиты, особенно разделы, касающиеся номиналов внешних компонентов настройки (резистор R_IS, цепи DESAT, RC-фильтр на выходе). Параметры могут незначительно отличаться, что потребует корректировки номиналов для сохранения точности измерения и защиты.

Вывод: IR2170S — это специализированное, проверенное временем решение для компактных и эффективных систем управления двигателями. Его прямыми наследниками являются IR2171/IR2172. Для новых разработок стоит рассмотреть более современные и интегрированные решения, такие как IR22381 или аналогичные 3-фазные драйверы от Infineon.