IRS2153DPBF Τεχνική Ανάλυση και Οδηγός Σχεδιασμού για το Chip Οδηγού Ημιαγωγής Γέφυρας

^{21 Αυγούστου, 2025 Νέα με την ταχεία πρόοδο της τεχνολογίας κινητήρα και ηλεκτρονικής ισχύος,Το τσιπ IRS2153DPBF γίνεται βασική λύση στον βιομηχανικό έλεγχο κινητήρων λόγω των εξαιρετικών τεχνικών επιδόσεων και της υψηλής αξιοπιστίας του.Χρησιμοποιώντας την προηγμένη τεχνολογία IC υψηλής τάσης 600V, το τσιπ υποστηρίζει ένα ευρύ φάσμα λειτουργικής τάσης VCC από 10V έως 20V, με ακινητοποιημένο ρεύμα μόλις 1.7mA (τυπικό) και ρεύμα αναμονής κάτω των 100μAΕνσωματώνει μια διόδη bootstrap και κύκλωμα μετατόπισης επιπέδου, παρέχοντας αποτελεσματική υποστήριξη half-bridge drive για κλιματιστικά κλιματισμού μεταβλητής συχνότητας, βιομηχανικά servo drives και διακόπτες πηγών ενέργειας.Η μέγιστη συχνότητα μετάδοσης φτάνει τα 200kHz, με διάδοση}

^{Ακριβότητα αντιστοίχισης καθυστέρησης έως και 50ns.}

^{Το IRS2153DPBF υιοθετεί ένα τυποποιημένο πακέτο PDIP-8 μεγέθους 9,81mm × 6,35mm × 4,45mm, ενσωματώνοντας μια διόδη bootstrap και λειτουργία μετατόπισης επιπέδου.Το τσιπ ενσωματώνει ένα κύκλωμα αντιστοίχισης καθυστέρησης εξάπλωσης με τυπική τιμή 50ns, ενώ οι καθυστερήσεις εξάπλωσης του κινητήρα από την υψηλή πλευρά και από την χαμηλή πλευρά είναι 480n και 460n αντίστοιχα (σε VCC = 15V).με θερμοκρασία αποθήκευσης από -55°C έως 150°CΤο υλικό συσκευασίας χωρίς μόλυβδο συμμορφώνεται με τα πρότυπα RoHS.και το στάδιο εξόδου χρησιμοποιεί μια δομή τότεμ-πόλου με κορυφαία ρεύματα εξόδου που φτάνουν τα +290mA/-600mA.}

^{Το τσιπ ενσωματώνει ολοκληρωμένη προστασία από αποκλεισμό χαμηλής τάσης (UVLO), με ανώτατα και χαμηλά όρια UVLO 8,7V/8,3V (ενεργοποίηση/απενεργοποίηση) και 8,9V/8,5V αντίστοιχα,με τάση υστερέζης 50mVΚατασκευάζεται χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία CMOS αδιάβασης θορύβου, παρέχει ανοχή θορύβου κοινής λειτουργίας ± 50V/ns και ανοχή dV/dt έως 50V/ns.Ο εσωτερικά καθορισμένος χρόνος λήξης 520ns αποτρέπει αποτελεσματικά την εκτόξευσηΗ δίοδος bootstrap προσφέρει αντοχή αντίστροφης τάσης 600V, προωθητικό ρεύμα 0,36A και χρόνο ανάκτησης αντίστροφης τάσης μόλις 35ns.}

^{1.Δρομολογητές συμπυκνωτή κλιματιστικού με μεταβλητή συχνότητα: Υποστηρίζει συχνότητα αλλαγής 20kHz PWM με ικανότητα ρεύματος κίνησης που πληροί τις περισσότερες απαιτήσεις IGBT και MOSFET}

^{2.Βιομηχανικές τροφοδοτικές συσκευές: ικανές να τροφοδοτούν δομές μισής γέφυρας σε τριφασικούς μετατροπείς με υποστήριξη συχνότητας εναλλαγής 100 kHz}

^{3Συγχρονισμένη διόρθωση: Επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής άνω του 95%, ιδιαίτερα κατάλληλη για παροχές ενέργειας επικοινωνίας και διακομιστών}

^{4.Μονούλες ισχύος υψηλής πυκνότητας: Ο συμπαγής σχεδιασμός συσκευασίας του παρέχει χωρητικότητα πυκνότητας ισχύος άνω των 50W/in3}

Άλλα χαρακτηριστικά:

^{Η τάση προώθησης διόδου: 1,3V (τυπική) σε IF=0,1A
Ο χρόνος ανάκτησης ανάστροφης λειτουργίας: 35ns (μέγιστο)
Αντίσταση εξόδου: 4,5Ω (τυπική) σε υψηλή κατάσταση
dV/dt Ασφάλεια: ±50V/ns (min)
Θερμοκρασία αποθήκευσης: -55°C έως 150°C
Η θερμική αντίσταση της συσκευασίας: 80°C/W (θJA)}

1.VCC Pin: Απαιτεί παράλληλη σύνδεση κεραμικού πυκνωτή 0,1μF και ηλεκτρολυτικού πυκνωτή 10μF
 

2.Κατασκευαστικός πυκνωτής: Συνιστάται κεραμικός πυκνωτής 0,1μF/25V X7R με ανοχή ≤±10%
 

3.Οδηγία πύλης: Αντίσταση πύλης σειράς 10Ω (κατηγορία ισχύος ≥ 0,5W) τόσο για υψηλές όσο και για χαμηλές εξόδους

4.Προστασία κατά της υπερτάσης: Προσθήκη διόδου Zener 18V/1W μεταξύ VS και COM
 

5.Διοδή bootstrap: υπερταχεία διόδη ανάκτησης με χρόνο ανάκτησης αντίστροφης τάσης < 35ns και ονομαστική τάση αντίστροφης τάσης ≥ 600V

6.Διαμόρφωση PCB:
Τοποθετήστε τα στοιχεία bootstrap όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τσιπ
Διατήρηση ελάχιστης απόστασης 2 mm για τα ίχνη υψηλής τάσης
Εφαρμόστε σύνδεση αστρικού σημείου για το εδάφιο ισχύος και το εδάφιο ελέγχου

Περιγραφή σχεδιασμού

Τοπολογία κυκλώματος: Αυτός ο σχεδιασμός υιοθετεί μια αρχιτεκτονική half-bridge drive, με το IRS2153DPBF ως το κύριο τσιπ driver, σε συνδυασμό με εξωτερικά MOSFETs ισχύος για να σχηματίσουν ένα πλήρες κύκλωμα half-bridge.Τόσο τα κανάλια κίνησης υψηλής πλευράς όσο και χαμηλής πλευράς ενσωματώνουν δομές τροφοδοσίας ηλεκτρικής ενέργειας bootstrap για να εξασφαλίσουν σταθερή παροχή ενέργειας για την κίνηση υψηλής πλευράς.

Προδιαγραφές επιλογής βασικών συστατικών

^{1Αντίσταση πύλης (R1, R2)}

^{Αντίσταση: 10Ω ± 1%}

^{Κατηγορία ισχύος: 0,5W (ελάχιστη απαίτηση)}

^{Τύπος: Μεταλλική ταινία αντίστασης, αντέχει τάση ≥ 50V}

^{Συντελεστής θερμοκρασίας: ±50ppm/°C}

^{2.Αντίσταση Bootstrap (R3)}

^{Αντίσταση: 100Ω ± 5%}

^{Λειτουργία: Περιορισμοί ρεύματος φόρτισης του πυκνωτή bootstrap}

^{Δυνατότητα: 0,25W}

^{3.Αντίστοιχοι αισθητήρα ρεύματος (R4-R10)}

^{Αντίσταση: 0,1Ω ± 1%}

^{Κατηγορία ισχύος: 2W (βάσει υπολογισμού μέγιστου ρεύματος)}

^{Τύπος: Αντίσταση με μεταλλικό φύλλο, σχεδιασμός χαμηλής επαγωγικότητας}

^{Συντελεστής θερμοκρασίας: ±50ppm/°C}

^{4.Αντίστασης δικτύου διαίρεσης τάσης (R11-R20)}

^{Αντίσταση Ανεκτικότητα: ± 1%}

^{Συντελεστής θερμοκρασίας: ±25ppm/°C}

^{Δυναμική ισχύς: ≥ 100 V}

^{Απαιτήσεις διάταξης και δρομολόγησης}

^{1.Διαμόρφωση κυκλώματος ισχύος}

^{Περιοχή κυκλώματος διακόπτη υψηλής πλευράς ≤ 2cm2}

^{Πύλη διακόπτη χαμηλής πλευράς, συμμετρικά διατεταγμένη με πύλη υψηλής πλευράς}

^{Ηλεκτρική γήπεδα σχεδιασμένη με σύνδεση σταρ-πόντου}

^2.Διαδρομή εντοπισμού σήματος

^{μήκος ίχνη σήματος οδήγησης ≤ 5 cm}

^{Διαφορετική δρομολόγηση ζευγαριών με απόσταση = 2 × πλάτος ίχνη}

^{Τα ίχνη σήματος διασχίζουν τα ίχνη ισχύος κατακόρυφα. Αποφύγετε την παράλληλη διαδρομή}

^{3.Θεωρήσεις θερμικού σχεδιασμού}

^{Οι αντίστοιχοι ισχύος χρησιμοποιούν σχεδιασμό διάσπασης θερμότητας κάτω}

^{Περιοχή χύτευσης χαλκού πίσω από το τσιπ ≥ 25 mm2}

^{Θερμικό μέσω συστοιχίας: πλάτος 1,2 mm, διάμετρος 0,3 mm}

Σχεδιασμός κυκλώματος προστασίας

^{1.Προστασία από υπερχείλεια}

^{Συγκριτικό κύκλωμα με χρόνο απόκρισης 100ns}

^{Οριακό όριο προστασίας: 25A ± 5%}

^{Χρονοδιαστολή του υλικού: 200ns}

^{2.Προστασία από υπερθερμοκρατισμό}

^{Αισθητήρας θερμοκρασίας τοποθετημένος στο κέντρο της συσκευής ισχύος}

^{Οριακό όριο προστασίας: 125°C ± 5%}

^{Πεδίο υστερεσίας: 15°C}

^{3.Προστασία υπό τάση}

^{Κλειδώματα χαμηλής τάσης VCC: 8,7V/8,3V (ενεργοποίηση/αποκατάσταση)}

^{Ανίχνευση χαμηλής τάσης VB: 10,5V ± 0,2V}

^{Υστερέση ανάκτησης προστασίας: 0,4V}

^{Σχεδιασμός αξιοπιστίας}

^{1.Αποκατάστατο σχεδιασμό}

^{Διάταξη ισχύος αντίστασης: < 75% της ονομαστικής αξίας}

^{Καθορισμός της τάσης και της πίεσης: < 80% της ονομαστικής αξίας}

^{Τρέχουσα μείωση της τάσης: < 70% της ονομαστικής αξίας}

^{2.Προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον}

^{Θερμοκρασία λειτουργίας: -40°C έως 125°C}

^{Περιοχή υγρασίας: 5% έως 95% RH}

^{Αξιολόγηση προστασίας: IP20}

^{3.Δείκτες ζωής}

^{Διάρκεια ζωής σχεδιασμού: >100.000 ώρες}

^{ΔΕΔΠ: >500.000 ώρες}

^{Ποσοστό αποτυχίας: < 100 ppm}

Σημείωση:Η ανάλυση αυτή βασίζεται στην τεχνική τεκμηρίωση IRS2153DPBF. Παρακαλείσθε να ανατρέξετε στο επίσημο δελτίο δεδομένων για συγκεκριμένες λεπτομέρειες σχεδιασμού.