2 Fragen zu Ir2101

Der **CD4081** ist ein CMOS-AND-Gatter, dessen Ausgänge typischerweise nur sehr geringe Ströme liefern können. Der **IR2101** ist ein MOSFET-Treiber, dessen Eingänge jedoch ebenfalls CMOS-kompatibel und hochohmig sind. **Konkret:** - Die Eingänge des IR2101 (HIN, LIN) haben einen sehr geringen Eingangsstrombedarf (typisch im Bereich von Mikroampere, siehe [Datenblatt IR2101](https://www.infineon.com/dgdl/ir2101.pdf?fileId=5546d462533600a4015355c7c1c3166b)). - Der CD4081 kann laut Datenblatt (z.B. [Datenblatt CD4081](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4081b.pdf)) bei 5V Versorgungsspannung typischerweise ±1 mA treiben, bei höheren Spannungen etwas mehr. **Fazit:** Du kannst problemlos mit dem Ausgang eines CD4081 zwei Eingänge eines IR2101 ansteuern. Der Strombedarf der IR2101-Eingänge ist so gering, dass der CD4081-Ausgang nicht überlastet wird. Achte lediglich darauf, dass die Pegel (High/Low) kompatibel sind (z.B. beide Bausteine mit 5V oder 12V betreiben, je nach Anwendung). **Zusammengefasst:** Der Strombedarf ist **nicht zu hoch** – das funktioniert problemlos.

Ja, es durchaus sinnvoll sein, den IR2101 (einen Halbbrücken-Treiber) über Optokoppler anzusteuern, um Störungen vom Motor von der Mikrocontroller-Elektronik fernzuhalten. Motoren, insbesondere bei schnellen Schaltvorgängen, erzeugen erhebliche elektromagnetische Störungen (EMI) und Spannungsspitzen, die sich auf die Steuersignale und die Versorgung der MCU auswirken können. **Vorteile der Optokoppler-Ansteuerung:** - **Galvanische Trennung:** Die Steuersignale der MCU sind elektrisch vom Leistungsteil getrennt. Dadurch können Störungen, die auf der Motorseite entstehen, nicht direkt auf die MCU durchschlagen. - **Schutz der MCU:** Spannungsspitzen oder Masseverschiebungen auf der Leistungselektronikseite gefährden die empfindliche Logik der MCU nicht. - **Flexibilität bei der Masseführung:** Die Masse der MCU und die Masse des Leistungsteils müssen nicht direkt verbunden werden, was das Design vereinfacht und Störungen reduziert. **Worauf du achten solltest:** - Die Optokoppler müssen schnell genug schalten können, um die gewünschten PWM-Frequenzen und Flankensteilheiten zu übertragen. - Die Ausgänge der Optokoppler müssen die Eingangsschwellen des IR2101 sicher erreichen (siehe Datenblatt: High- und Low-Level-Eingangsspannungen). - Die Versorgung der Optokoppler-Ausgangsseite muss zu den Pegeln des IR2101 passen. **Alternativen:** - In manchen Fällen reicht eine saubere Masseführung und gute Entkopplung (z.B. mit Ferriten und Kondensatoren) aus, um Störungen zu minimieren. - Es gibt auch spezielle Gate-Treiber mit integrierter galvanischer Trennung (z.B. mit digital isolierten Eingängen), die eine noch höhere Störfestigkeit bieten. **Fazit:** Die Ansteuerung des IR2101 über Optokoppler ist eine bewährte Methode, um die MCU vor Störungen aus dem Motor- und Leistungsteil zu schützen, insbesondere bei höheren Leistungen oder in störanfälligen Umgebungen. Die Umsetzung sollte jedoch sorgfältig geplant werden, um die Signalqualität und die Schaltgeschwindigkeit sicherzustellen. **Weitere Informationen zum IR2101:** [IR2101 Datenblatt bei Infineon](https://www.infineon.com/cms/en/product/power/gate-driver-ics/ir2101/) **Beispiel für schnelle Optokoppler:** [PC817 (Standard, eher langsam)](https://www.toshiba-semicon-storage.com/emea/en/semiconductor/product/optoelectronics/photocoupler/detail.PC817.html) [HCPL-3120 (schneller, für Gate-Treiber geeignet)](https://www.broadcom.com/products/optocouplers/industrial-gate-drive/hcpl-3120)