IRS2153DPBF Guide d'analyse technique et de conception des puces de pilotage à demi-pont

^{21 août 2025 Nouvelles ️ Avec les progrès rapides de la technologie des moteurs et de l'électronique,la puce de pilotage à demi-pont IRS2153DPBF devient une solution de base dans le contrôle du moteur industriel en raison de ses performances techniques exceptionnelles et de sa fiabilité élevéeUtilisant une technologie IC à haute tension 600V avancée, la puce prend en charge une large plage de tension de fonctionnement VCC de 10V à 20V, avec un courant d'arrêt de seulement 1.7 mA (typique) et courant de veille inférieur à 100 μAIl intègre une diode de démarrage et un circuit de changement de niveau, fournissant un support efficace de conduite à demi-pont pour les climatiseurs à fréquence variable, les servo-entraînements industriels et les alimentations de commutation.La fréquence de commutation maximale atteint 200 kHz, avec propagation}

^{une précision de correspondance de retard allant jusqu'à 50 ns.}

^{L'IRS2153DPBF adopte un paquet PDIP-8 standard de 9,81 mm × 6,35 mm × 4,45 mm, intégrant une diode de démarrage et une fonctionnalité de changement de niveau.La puce intègre un circuit de correspondance de retard de propagation avec une valeur typique de 50ns, tandis que les délais de propagation des entraînements côté haut et côté bas sont respectivement de 480ns et 460ns (à VCC=15V).d'une température de stockage comprise entre -55°C et 150°CLe matériau d'emballage sans plomb est conforme aux normes RoHS.et le stade de sortie utilise une structure totem-pole avec des courants de sortie de pointe atteignant +290mA/-600mA.}

^{La puce intègre une protection complète contre le verrouillage sous tension (UVLO), avec des seuils UVLO de 8,7 V/8,3 V (allumage/arrêt) et 8,9 V/8,5 V, respectivement,d'une tension de hystérésis de 50 mVFabriqué à l'aide d'une technologie CMOS antibruit avancée, il offre une immunité au bruit en mode commun de ± 50 V/ns et une immunité dV/dt allant jusqu'à 50 V/ns.Le temps mort fixe interne de 520ns empêche efficacement le tir à traversLa diode bootstrap offre une tolérance de tension inverse de 600V, un courant avant de 0,36A et un temps de récupération inverse de seulement 35ns.}

^{1.Automobiles de compresseur de climatiseur à fréquence variable: Prend en charge la fréquence de commutation PWM de 20 kHz avec une capacité de courant d'entraînement répondant à la plupart des exigences IGBT et MOSFET}

^{2.Servo-entraînements industriels: capables de conduire des structures à demi-pont dans des onduleurs triphasés avec support pour une fréquence de commutation de 100 kHz}

^{3.Switching Power Supply rectification synchrone: atteint un rendement de conversion supérieur à 95%, particulièrement adapté aux sources d'alimentation de communication et de serveur}

^{4.Modules de puissance à haute densité: sa conception compacte permet des densités de puissance supérieures à 50 W/in3}

Caractéristiques supplémentaires:

^{Voltage de diode vers l'avant: 1,3 V (typique) à IF=0,1 A
Temps de récupération inverse: 35 ns (maximum)
Résistance de sortie: 4,5Ω (typique) en état élevé
dV/dt Immunité: ±50V/ns (min)
Température de stockage: -55°C à 150°C
Résistance thermique de l'emballage: 80°C/W (θJA)}

1.Pin VCC: nécessite une connexion parallèle d'un condensateur céramique de 0,1 μF et d'un condensateur électrolytique de 10 μF
 

2.Condensateur à bande de démarrage: condensateur en céramique X7R de 0,1 μF/25 V recommandé avec une tolérance ≤ ± 10%
 

3.Gate Driving: résistances de porte de la série 10Ω (puissance nominale ≥ 0,5 W) pour les sorties côté haut et côté bas

4.Protection contre la surtension: ajouter une diode Zener de 18 V/1 W entre VS et COM
 

5.Diode à bande d'entraînement: diode de récupération ultra-rapide avec temps de récupération inverse < 35 ns et tension nominale inverse ≥ 600 V

6.La mise en page du PCB:
Placez les composants bootstrap aussi près que possible de la puce
Maintenir une distance minimale de 2 mm pour les traces de haute tension
Mettre en œuvre une connexion star-point pour la puissance au sol et la direction au sol

Description de la conception

Topologie du circuit: Cette conception adopte une architecture d'entraînement à demi-pont, avec l'IRS2153DPBF comme puce de pilote de base, combinée à des MOSFET d'alimentation externe pour former un circuit complet à demi-pont.Les canaux d'entraînement côté haut et côté bas intègrent des structures d'alimentation bootstrap pour assurer une alimentation stable pour l'entraînement côté haut.

Spécifications de sélection des composants clés

^{1Résistances de porte (R1, R2)}

^{Résistance: 10Ω ± 1%}

^{Énergie nominale: 0,5 W (exigence minimale)}

^{Type: Résistance à film métallique, résistant à une tension ≥ 50 V}

^{Coefficient de température: ± 50 ppm/°C}

^{2.Résistance de démarrage (R3)}

^{Résistance: 100Ω ± 5%}

^{Fonction: limite le courant de charge du condensateur de démarrage}

^{Puissance nominale: 0,25 W}

^{3.Résistances de détection du courant (R4-R10)}

^{Résistance: 0,1Ω ± 1%}

^{Puissance nominale: 2 W (basée sur le calcul du courant maximal)}

^{Type: résistance en feuille métallique, conception à faible inductance}

^{Coefficient de température: ± 50 ppm/°C}

^{4.Résistances réseau divisrices de tension (R11-R20)}

^{Tolérance à la résistance: ± 1%}

^{Coefficient de température: ± 25 ppm/°C}

^{Voltage nominal: ≥ 100 V}

^{Exigences en matière de mise en page et de routage}

^{1.Layout de la boucle de puissance}

^{Surface de la boucle de commutation du côté supérieur ≤ 2 cm2}

^{Boucle de commutation à côté inférieure disposée symétriquement avec la boucle à côté supérieure}

^{Terre de puissance conçue avec connexion point-étoile}

^2.Routage de la trace du signal

^{Longueur de trace du signal d'entraînement ≤ 5 cm}

^{Routage par paire différentielle avec espacement = 2 × largeur de trace}

^{Les traces de signal traversent les traces de puissance perpendiculairement; éviter le routage parallèle}

^{3.Considérations de conception thermique}

^{Les résistances de puissance utilisent une conception de dissipation de chaleur en bas}

^{surface de coulée de cuivre à l'arrière de la puce ≥ 25 mm2}

^{La température thermique par réseau: 1,2 mm de hauteur, 0,3 mm de diamètre}

Conception du circuit de protection

^{1.Protection contre les surtensions}

^{Circuit de comparaison avec temps de réponse de 100 ns}

^{seuil de protection: 25 A ± 5%}

^{Temps de blanchiment du matériel: 200 ns}

^{2.Protection contre les surchauffeurs}

^{Capteur de température placé au centre du dispositif de puissance}

^{Seuil de protection: 125°C ± 5%}

^{Plage d'hystérésis: 15 °C}

^{3.Protection contre les sous-tensions}

^{Le système de freinage à sous-tension VCC: 8,7V/8,3V (allumage/arrêt)}

^{Détection de sous-tension VB: 10,5 V ± 0,2 V}

^{Hystérésis de récupération de protection: 0,4 V}

^{Conception de la fiabilité}

^{1.Design dégradant}

^{Rating de puissance de la résistance: < 75% de la valeur nominale}

^{Résistance à la tension: < 80% de la valeur nominale}

^{Résistance à la corrosion: < 70% de la valeur nominale}

^{2.Adaptabilité à l'environnement}

^{Température de fonctionnement: -40°C à 125°C}

^{Plage d'humidité: de 5% à 95% RH}

^{Rating de protection: IP20}

^{3.Indicateurs de la durée de vie}

^{Durée de conception: > 100 000 heures}

^{FTTM: > 500 000 heures}

^{Taux de défaillance: < 100 ppm}

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Note:Cette analyse est basée sur la documentation technique de l'IRS2153DPBF; veuillez consulter la fiche de données officielle pour plus de détails sur la conception.