美国IR公司的IR2110芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块。由于它具有体积小、成本低、集成度高、响应速度快、偏值电压高、驱动能力强等特点，自推出以来，这种适于功率MOSFET、IGBT驱动的自举式集成电路在电机调速、电源变换等功率驱动领域中获得了广泛的应用。IR2110采用先进的自举电路和电平转换技术，大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求，使得每对MOSFET（上下管）可以共用一片IR2110，并且所有的IR2110可共用一路独立电源。对于典型的6管构成的三相桥式逆变器，可采用3片IR2110驱动3个桥臂，仅需1路10V~20V电源。这样，在工程上大大减少了驱动电路的体积和电源数目，简化了系统结构，提高了系统可靠性。
IR2110的特点
（1）具有独立的低端和高端输入通道。
（2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。
（3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。
（4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有V的便移量。
（5）工作频率高，可达500KHz。
（6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。
（7）图腾柱输出峰值电流2A。
IR2110内部功能图
LO（引脚1）：低端输出
COM（引脚2）：公共端
Vcc（引脚3）：低端固定电源电压
Nc（引脚4）：空端
Vs（引脚5）：高端浮置电源偏移电压
VB（引脚6）：高端浮置电源电压
HO（引脚7）：高端输出
Nc（引脚8）：空端
VDD（引脚9）：逻辑电源电压
HIN（引脚10）：逻辑高端输入
SD（引脚11）：关断
LIN（引脚12）：逻辑低端输入
Vss（引脚13）：逻辑电路地电位端，其值可以为0V
Nc（引脚14）：空端
IR2110的工作原理
IR2110内部功能由三部分组成：逻辑输入；电平平移及输出保护。如上所述IR2110的特点，可以为装置的设计带来许多方便。尤其是高端悬浮自举电源的设计，可以大大减少驱动电源的数目，即一组电源即可实现对上下端的控制。
高端侧悬浮驱动的自举原理：
IR2110驱动半桥的电路如图所示，其中C1，VD1分别为自举电容和自举二极管，C2为VCC的滤波电容。假定在S1关断期间C1已经充到足够的电压（VC1VCC）。
当HIN为高电平时如图4.19：VM1开通，VM2关断，VC1加到S1的栅极和源极之间，C1通过VM1，Rg1和栅极和源极形成回路放电，这时C1就相当于一个电压源，从而使S1导通。由于LIN与HIN是一对互补输入信号，所以此时LIN为低电平，VM3关断，VM4导通，这时聚集在S2栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg2迅速对地放电，由于死区时间影响使S2在S1开通之前迅速关断。
当HIN为低电平时如图4.20：VM1关断，VM2导通，这时聚集在S1栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg1迅速放电使S1关断。经过短暂的死区时间LIN为高电平，VM3导通，VM4关断使VCC经过Rg2和S2的栅极和源极形成回路，使S2开通。在此同时VCC经自举二极管，C1和S2形成回路，对C1进行充电，迅速为C1补充能量，如此循环反复。
IR2110自举电路工作原理分析
自举电路如图1所示，其工作原理如下：Q2导通期间将Vs的电位拉低到地，Vcc通过自举电阻Rbs和自举二极管Dbs给自举电容Cbs充电，通过电容Cbs在Vb和Vs之间形成一个悬浮电源给上桥臂主开关器件Q1供电。自举电路的存在使同一桥臂上、下主开关器件驱动电路只需一个外接电源。
IR2110栅极电平箝位电路
由于IR2110不能产生负偏压，将它用于驱动桥式电路时，由于密勒效应的存在，在开通与关断时刻，集电极与栅极间的寄生电容有位移电流产生，容易在栅极上产生干扰。特别是在大功率情况下，关断电流较大，IR2110驱动输出阻抗不够小，沿栅极灌入的位移电流会在驱动电压上叠加形成比较严重的毛刺干扰。如果该干扰超过IGBT的最小开通电压，将会造成桥臂瞬间短路。而本文设计的栅极电平箝位电路则解决了由于IR2110不能产生负偏压而引起的桥臂短路现象。栅极电平箝位电路如图2所示。
在上管开通期间，驱动信号使V1导通，V2截止，正常驱动IGBT；上管关断期间，V1截止，V2导通，将驱动输出拉到零电平。这样，由于密勒效应产生的电流将从V2中流过，栅极上的毛刺就可以大大减小，从而避免了桥臂短路现象的出现。
IR2110其他电路应用
（1）带电平箝位的IR2110驱动电路
针对IR2110的不足，对输出驱动电路进行了改进，可以采用在栅极限流电阻上反并联一个二极管，但在大功率的环境下不太明显。本文介绍的第一种方法就是下面如图4所示电路。在关断期间将栅极驱动电平箝位到零电平。在桥臂上管开通期间驱动信号使Q1导通、Q2截止，正常驱动。上管关断期间，Q1截止，Q2栅极高电平，导通，将上管栅极电位拉到低电平（三极管的饱和压降）。这样，由于密勒效应产生的电流从Q2中流过，栅极驱动上的毛刺可以大大的减小。下管工作原理与上管完全相同，不再累述。
（2）IR2110负压产生电路
在大功率IGBT场合，各路驱动电源独立，集成驱动芯片一般都有产生负压得功能，如EXB841系列，M57957系列等，在IGBT关断期间栅极上施加一个负电压，一般为－3～－5V。其作用也是为了增强IGBT关断的可靠性。防止由于密勒效应而造成的误导通。IR2110芯片内部虽然没有产生负压功能，但可以通过外加几个无源器件来实现产生负压得功能，如图5所示。在上下管驱动电路中均加上由电容和5V稳压管组成的负压电路。
其工作原理为：电源电压为20V，在上电期间，电源通过Rg给Cg充电，Cg保持5V的电压，在LIN为高电平的时候，LO输出0V，此时S2栅极上的电压为－5V，从而实现了关断时负压。
对于上管S1，HIN为高电平时，HO输出为20V，加在栅极上的电压为15V。当HIN为低电平时，HO输出0V，S1栅极为－5V。
IGBT为电压型驱动器件，所以负压负压电容C5，C6上的电压波动较小，维持在5V，自举电容上的电压也维持在20V左右，只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程。
IGBT的导通压降一般小于3V，负压电容C5的充电在S2导通时完成。对于C5，C6的选择，要求大于IGBT栅极输入寄生电容Ciss。自举电容电电路中的二极管D1必须是快恢复二极管，应留有足够的电流余量。此电路与一般的带负压驱动芯片产生负压原理相同，直流母线上叠加了5V的电压。
（3）IR2110结合隔离变压器电路
上面2种方法已经得到了广泛的应用，但是也有他的缺点，首先电路比最简单的应用电路要复杂的多，其次所用的器件数目增多，成本增加，再次效果也并不是非常好，这主要是因为IR2110芯片本身很容易受到开关管的影响。
负载增大，电压升高，IR2110的输出波形就会变得很混乱，所以用常规的变压器隔离和IR2110结合起来使用其电路图如6所示，这种电路结合了经典电路的部分内容，大大地减小了负载对驱动的影响，可以用于大功率场合，电路也比较简单，非常实用。
其工作原理为：电源电压为20V，在上电期间，电源通过Rg给Cg充电，Cg保持5V的电压，在LIN为高电平的时候，LO输出0V，此时S2栅极上的电压为－5V，从而实现了关断时负压。
对于上管S1，HIN为高电平时，HO输出为20V，加在栅极上的电压为15V。当HIN为低电平时，HO输出0V，S1栅极为－5V。
IGBT为电压型驱动器件，所以负压负压电容C5，C6上的电压波动较小，维持在5V，自举电容上的电压也维持在20V左右，只在下管S2导通的瞬间有一个短暂的充电过程。
IGBT的导通压降一般小于3V，负压电容C5的充电在S2导通时完成。对于C5，C6的选择，要求大于IGBT栅极输入寄生电容Ciss。自举电容电电路中的二极管D1必须是快恢复二极管，应留有足够的电流余量。此电路与一般的带负压驱动芯片产生负压原理相同，直流母线上叠加了5V的电压。