IRS2153DPBF 반 브리지 드라이버 칩 기술 분석 및 설계 가이드

^{2025년 8월 21일 뉴스 모터 드라이브와 파워 전자 기술의 급속한 발전으로반 브릿지 드라이버 칩 IRS2153DPBF는 뛰어난 기술 성능과 높은 신뢰성으로 인해 산업용 모터 제어의 핵심 솔루션이 되고 있습니다.첨단 600V 고전압 IC 기술을 활용하여, 칩은 단지 1의 비상 전류와 함께 10V에서 20V의 넓은 VCC 운영 전압 범위를 지원합니다.7mA (유형) 및 대기 전류 100μA 이하그것은 부트스트랩 다이오드 및 레벨 전환 회로를 통합하여 변주 주파수 에어컨, 산업용 서보 드라이브 및 스위치 전원 공급 장치에 대한 효율적인 반 브릿지 드라이브 지원을 제공합니다..최대 스위치 주파수는 200kHz에 도달합니다.}

^{지연 일치 정확도는 50ns까지 높습니다.}

^{IRS2153DPBF는 9.81mm × 6.35mm × 4.45mm의 표준 PDIP-8 패키지를 채택하고, 부트스트랩 다이오드와 레벨 전환 기능을 통합합니다.칩은 50ns의 전형적인 가치와 함께 전파 지연 일치 회로를 통합, 높은 편과 낮은 편의 드라이브 전파 지연은 각각 480n 및 460n입니다 (VCC=15V에서). 작동 접점 온도 범위는 -40 °C에서 150 °C까지,용기:납 없는 패키지 재료는 RoHS 표준을 준수합니다. 입력 논리는 3.3V/5V CMOS 수준과 호환됩니다.그리고 출력 스테이지 +290mA/-600mA에 도달하는 최고 출력 전류와 함께 토템 극 구조를 사용합니다.}

^{칩은 포괄적 인 저전압 잠금 (UVLO) 보호 기능을 통합하고 있으며, 높은 측면과 낮은 측면 UVLO 경계는 각각 8.7V/8.3V (켜기/ 끄기) 및 8.9V/8.5V입니다.50mV 히스테레시 전압을 갖춘첨단 노이즈 면역 CMOS 기술을 사용하여 제조되어, ±50V/ns의 일반 모드 노이즈 면역과 50V/ns까지의 dV/dt 면역을 제공합니다.내부적으로 고정된 520ns의 죽은 시간은 효과적으로 샷을 방지부트스트랩 다이오드는 600V 역전압 용도, 0.36A 전류 전류, 그리고 35ns의 역 회복 시간을 제공합니다.}

^{1.변화 주파수 에어컨 압축기 드라이브: 대부분의 IGBT 및 MOSFET 요구 사항을 충족하는 드라이브 전류 능력과 20kHz PWM 전환 주파수를 지원합니다.}

^{2산업용 세보 드라이브: 100kHz 스위치 주파수를 지원하는 3단계 인버터에서 반 브릿지 구조를 구동 할 수 있습니다.}

^{3. 스위칭 전원 공급 동시 교정: 95% 이상의 변환 효율을 달성, 특히 통신 및 서버 전원 공급에 적합}

^{4고밀도 전력 모듈: 그것의 컴팩트 패키지 디자인은 50W / in3 이상의 전력 밀도를 수용}

추가 특징:

^{다이오드 전압: IF=0.1A에서 1.3V (기반)
역회복 시간: 35 ns (최대)
출력 저항: 높은 상태에서 4.5Ω (기반)
dV/dt 면역력: ±50V/ns (분)
보관 온도: -55°C ~ 150°C
패키지 열 저항: 80°C/W (θJA)}

1.VCC 핀: 0.1μF 세라믹 콘덴시터와 10μF 전해질 콘덴시터의 병렬 연결이 필요합니다.
 

2부트스트랩 콘덴시터: 용도 ≤±10%의 0.1μF/25V X7R 세라믹 콘덴시터가 권장됩니다.
 

3게이트 드라이브: 10Ω 게이트 레지스터 시리즈 (상급 전력 ≥ 0.5W)

4.초전압 보호: VS와 COM 사이에 18V/1W 제너 다이오드를 추가합니다.
 

5부트스트랩 다이오드: 역회복시간 <35ns 및 역전압 등급 ≥600V의 초고속 회복 다이오드

6.PCB 레이아웃:
가능한 한 칩에 가까운 부트스트랩 구성 요소를 배치
고전압 흔적에 최소 2mm의 거리를 유지합니다.
전력 지상과 제어 지상에 대한 별점 연결을 구현

디자인 설명

회로 토폴로지:이 디자인은 반 브리지 드라이브 아키텍처를 채택하고 IRS2153DPBF를 핵심 드라이버 칩으로 사용하여 외부 전원 MOSFET와 결합하여 완전한 반 브리지 회로를 형성합니다.높은 편과 낮은 편의 드라이브 채널 모두 높은 편의 드라이브에 대한 안정적인 전력 공급을 보장하기 위해 부트스트랩 전력 공급 구조를 통합.

주요 부품 선택 사양

^{1게이트 저항 (R1, R2)}

^{저항: 10Ω ± 1%}

^{등급 전력: 0.5W (최저 요구)}

^{타입: 금속 필름 저항, 전압 ≥50V에 저항}

^{온도 계수: ±50ppm/°C}

^{2.부트스트랩 저항 (R3)}

^{저항: 100Ω ± 5%}

^{기능: 부트스트랩 콘덴서 충전 전류를 제한합니다.}

^{등급 전력: 0.25W}

^{3.전류 감지 저항 (R4-R10)}

^{저항: 0.1Ω ± 1%}

^{등급 전력: 2W (최대 전류 계산에 기초)}

^{타입: 금속 포일 저항, 낮은 인덕턴스 설계}

^{온도 계수: ±50ppm/°C}

^{4.전압분리망 저항 (R11-R20)}

^{저항 허용: ±1%}

^{온도 계수: ±25ppm/°C}

^{정압: ≥100V}

^{레이아웃 및 라우팅 요구 사항}

^{1전력 루프 레이아웃}

^{상단 스위치 루프 면적 ≤ 2cm2}

^{하측 스위치 루프와 하측 스위치 루프가 대칭적으로 배치되어 있습니다.}

^{별점 연결으로 설계된 전력 지상}

^2.신호 추적 라우팅

^{드라이브 신호 추적 길이는 ≤ 5cm}

^{간격과 차분 쌍 라우팅 = 2 × 추적 너비}

^{신호 추적은 전력 추적을 세로로 가로 지르며, 병렬 로팅을 피한다.}

^{3.열 설계 고려 사항}

^{전력 저항기는 아래쪽 열 분산 디자인을 사용합니다.}

^{칩 뒷면 구리 붓면적 ≥ 25mm2}

^{배열을 통해 열: 1.2mm pitch, 0.3mm 지름}

보호 회로 설계

^{1전류 보호}

^{100ns 응답시간을 가진 비교 회로}

^{보호 경격: 25A ± 5%}

^{하드웨어 백화 시간: 200 ns}

^{2.과열 보호}

^{전원 장치의 중앙에 배치 온도 센서}

^{보호 경계: 125°C ±5%}

^{히스테리세스 범위: 15°C}

^{3.저전압 보호}

^{VCC 저전압 잠금: 8.7V/8.3V (켜기/ 끄기)}

^{VB 저전압 감지: 10.5V ±0.2V}

^{보호 회복 히스테레시스: 0.4V}

^{신뢰성 설계}

^{1- 깎아내리는 디자인}

^{레지스터 전력 평가: 등급 값의 <75%}

^{전압 스트레스 감소: 등급 값의 <80%}

^{현재 스트레스 감소: 등급 값의 <70%}

^{2.환경적 적응력}

^{작동 온도: -40°C ~ 125°C}

^{습도 범위: 5% ~ 95% RH}

^{보호 등급: IP20}

^{3.생명 기간 지표}

^{설계 수명: >100,000시간}

^{MTBF: >500,000시간}

^{실패율: <100ppm}

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참고:이 분석은 IRS2153DPBF 기술 문서에 근거합니다. 구체적인 설계 세부 사항은 공식 데이터 시트를 참조하십시오.