Pilote MOSFET IR2104 : Fonctionnalités, fonctionnement et applications DIY

De nombreux appareils domestiques et industriels reposent sur des circuits intégrés de puissance. Ils utilisent un pont en H pour piloter des charges à partir d'une entrée faible puissance. L'IR2104 est un excellent exemple de driver demi-pont.

Comment ce driver de grille fonctionne-t-il exactement ? Cet article détaille ses caractéristiques, conditions d'emploi et son utilisation dans des projets électroniques DIY.

1. Qu'est-ce que l'IR2104 ?

L'IR2104 est un driver de grille demi-pont (half-bridge driver). Il accepte une commande logique faible puissance pour piloter des transistors de puissance (MOSFET ou IGBT) côté haut et côté bas. Il intègre un décalage de niveau (level shifter) et un amplificateur de puissance.

Ses canaux de sortie référencés côté haut et côté bas acceptent une logique 3,3 V, compatibles LSTTL et CMOS. Immunisé contre le verrouillage (latch-up) et la technologie HVC propriétaire, il permet une construction monolithique.

Boîtier SOIC similaire du driver demi-pont IR2104

2. Caractéristiques principales

• Courant de sortie moyen : 10 A (pic 20 A).
• Tension d'alimentation VCC : 12 – 36 V DC.
• Alimentation logique (VBS) : 12 – 15 V DC.
• Entrées logiques compatibles : 3,3 V – 15 V.
• Boîtier SMD (montage surface) 8 broches.
• Entrée PWM unique.
• Entrée d'arrêt (shutdown).
• Bornes à vis pour charge et alimentation charge.
• Connecteur pour entrée logique et alimentation.
• Logique anti-croisement (dead-time) intégrée empêchant la conduction simultanée des deux transistors.

3. Brochage (pinout) de l'IR2104

Boîtier 8 broches DIP/SOIC avec deux drivers internes CMOS pilotant une configuration demi-pont N-channel MOSFET/IGBT.

Driver IC 8 broches PDIP

Broche	Nom	Fonction
1	VCC	Alimentation côté bas + logique (10-20 V)
2	HIN	Entrée logique côté haut (active haut)
3	LIN	Entrée logique côté bas (active haut)
4	COM	Masse commune (référence logique)
5	LO	Sortie driver côté bas (grille MOSFET bas)
6	VS	Source MOSFET côté bas / retour côté haut
7	HO	Sortie driver côté haut (grille MOSFET haut)
8	VB	Alimentation bootstrap côté haut (VS + 10 à 20 V)

4. Comment utiliser l'IR2104

Le driver utilise un signal PWM provenant d'un microcontrôleur (ex. Arduino Uno).

• Sortie PWM Arduino (ex. D9) → entrée HIN/LIN (selon configuration) pour piloter les côtés haut/bas.
• Broche Arduino (ex. D8) → entrée SD (shutdown) pour désactiver le driver.
• Le cycle de travail PWM doit permettre la recharge du bootstrap (charge pump) : éviter 100 % continu côté haut.

Tutoriel vidéo : utilisation de l'onduleur IR2104

5. Conditions de fonctionnement recommandées

Respectez ces limites pour éviter d'endommager le CI :

• Température ambiante (TA) : -40 °C à +125 °C.
• VCC (alimentation côté bas + logique) : 10 à 20 V.
• VB (tension bootstrap côté haut) : VS + 10 V à VS + 20 V.
• Tension de sortie côté haut (flottante) : VS à VB.
• Tension de décalage côté haut : jusqu'à 600 V (Note 1).
• Entrées logiques : 0 à VCC.
• Sortie côté bas : 0 à VCC.

Transistor MOSFET de puissance typique

Conclusion

Grâce à son amplificateur et son level-shifter, l'IR2104 transforme une commande faible d'un microcontrôleur en pilotage de puissance pour MOSFET/IGBT. On le trouve dans les variateurs moteurs DC, drivers industriels, drivers bobines d'induction, etc.

Accessible aux makers pour projets DIY (onduleurs, drivers moteurs, alimentations à découpage), mais nécessite rigueur (tensions élevées, bootstrap, dead-time). Assistance professionnelle recommandée. Contactez-nous pour vos projets.