IRS2153DPBF Half-Bridge Driver Chip Teknik Analiz ve Tasarım Kılavuzu

^{21 Ağustos 2025 Haberleri Motor sürücüsünün ve güç elektronik teknolojisinin hızla gelişmesiyle,Yarım köprü sürücü çipi IRS2153DPBF, olağanüstü teknik performansı ve yüksek güvenilirliği nedeniyle endüstriyel motor kontrolünde temel bir çözüm haline geliyor.Gelişmiş 600V yüksek voltajlı IC teknolojisini kullanan çip, sadece 1'lik bir dinlenme akımı ile 10V'den 20V'ye kadar geniş bir VCC çalışma voltaj aralığını destekler.7mA (tipik) ve 100μA'nın altındaki bekleme akımıDeğişken frekanslı klimalar, endüstriyel servo sürücüler ve anahtarlama güç kaynakları için verimli yarım köprü sürücü desteği sağlayan bir bootstrap diyot ve seviye değişimi devresi entegre eder..Maksimum anahtarlama frekansı 200kHz'e ulaşır.}

^{Gecikme eşleştirme doğruluğu 50ns kadar yüksek.}

^{IRS2153DPBF, 9.81mm × 6.35mm × 4.45mm ölçümlü standart bir PDIP-8 paketini benimser.Çip, tipik olarak 50ns değerine sahip bir yayılma gecikmesi eşleştirme devresine sahiptir, yüksek taraf ve düşük taraf tahrik yayılma gecikmeleri ise sırasıyla 480n ve 460n'dir (VCC=15V'de).depolama sıcaklık aralığı -55°C ile 150°C arasındaKurşunsuz paket malzemesi RoHS standartlarına uygun. Giriş mantığı 3.3V / 5V CMOS seviyeleri ile uyumludur.ve çıkış aşaması +290mA/-600mA'ya ulaşan en yüksek çıkış akımları ile bir totem kutup yapısı kullanır.}

^{Çip, yüksek ve düşük taraf UVLO eşikleri sırasıyla 8.7V/8.3V (açma/kapama) ve 8.9V/8.5V ile kapsamlı alt voltaj kilitleme (UVLO) koruması içerir.50mV histerez voltajı ileGelişmiş gürültü bağışıklıklı CMOS teknolojisi kullanılarak üretilen bu cihaz, 50V/ns'ye kadar yaygın mod gürültü bağışıklığı ve 50V/ns'e kadar dV/dt bağışıklık sağlar.İçinde sabitlenmiş ölü zaman 520ns etkin bir şekilde atış-through engellerBootstrap diyot 600V ters voltaj toleransı, 0.36A ileri akım ve sadece 35ns'lik ters kurtarma süresi sunar.}

^{1Değişken frekanslı klima kompresör sürücüleri: Çoğu IGBT ve MOSFET gereksinimlerini karşılayan sürücü akım yeteneği ile 20kHz PWM anahtarlama frekansını destekler}

^{2Endüstriyel Servo Drives: 100kHz anahtarlama frekansını destekleyen üç fazlı invertörlerde yarı köprü yapılarını çalıştırma kapasitesine sahiptir}

^{3.Switching Power Supply Synchronous Rectification: 95%'in üzerinde dönüşüm verimliliği elde eder, özellikle iletişim ve sunucu güç kaynakları için uygundur}

^{4Yüksek yoğunluklu güç modülleri: Kompakt paket tasarımı, 50W/in3'den fazla güç yoğunluğuna sahip}

Ek özellikler:

^{Diyot ileri voltajı: IF=0.1A'da 1.3V (tipik)
Geri dönüş süresi: 35 ns (maksimum)
Çıkış Direnci: 4.5Ω (tipik) yüksek durumda
dV/dt Bağışıklık: ±50V/ns (min)
Depolama sıcaklığı: -55°C - 150°C
Paket Termal Direnci: 80°C/W (θJA)}

1.VCC Pin: 0.1μF seramik kondansatör ve 10μF elektrolitik kondansatör paralel bağlantısı gerektirir
 

2.Bootstrap Kondansatörü: Toleransı ≤±10% olan 0.1μF/25V X7R seramik kondansatörü önerilmektedir
 

3.Gate Driving: Serisi 10Ω kapı dirençleri (sertifikalı güç ≥ 0.5W) hem yüksek taraf hem de düşük taraf çıkışları için

4.Aşırı voltaj koruması: VS ve COM arasında 18V / 1W Zener diodesini ekleyin
 

5.Bootstrap Diod: Ters geri dönüş süresi < 35ns ve ters geri dönüş voltajı ≥ 600V olan ultra hızlı geri dönüş diodu

6.PCB düzenlemesi:
Bootstrap bileşenleri mümkün olduğunca çip yakın yerleştirin
Yüksek voltaj izleri için en az 2 mm mesafe korunmalıdır.
Güç zemini ve kontrol zemini için yıldız noktası bağlantısı uygulamak

Tasarım Tanımı

Devre Topolojisi: Bu tasarım, IRS2153DPBF'yi çekirdek sürücü çipi olarak kullanarak, dış güç MOSFET'leri ile birleştirilerek tam bir yarım köprü devresini oluşturur.Hem yüksek taraflı hem de düşük taraflı tahrik kanalları, yüksek taraflı tahrik için istikrarlı güç dağıtımını sağlamak için bootstrap güç kaynağı yapılarını entegre eder.

Ana bileşen seçimi özellikleri

^{1Kapı direncleri (R1, R2)}

^{Direnç: 10Ω ± 1%}

^{Nitelikli güç: 0.5W (asgari gereksinim)}

^{Tip: Metal film direnişi, gerilimi ≥50V'ye dayandırır}

^{Sıcaklık katsayısı: ±50ppm/°C}

^{2.Bootstrap direnişi (R3)}

^{Direnç: 100Ω ± 5%}

^{Fonksiyon: Bootstrap kondansatör şarj akımı sınırları}

^{Rating gücü: 0.25W}

^{3.Akım algılayıcı dirençler (R4-R10)}

^{Direnç: 0.1Ω ± 1%}

^{Nitelikli güç: 2W (maksimum akım hesaplamasına göre)}

^{Tip: Metal folyo direnç, düşük indüktansa tasarımı}

^{Sıcaklık katsayısı: ±50ppm/°C}

^{4.Voltaj Bölücü Ağ Dirençleri (R11-R20)}

^{Direnç Toleransı: ±1%}

^{Sıcaklık katsayısı: ±25ppm/°C}

^{İsimlendirilmiş Voltaj: ≥100V}

^{Düzenleme ve Routing Gereksinimleri}

^{1. Güç Döngüsü Düzenlemesi}

^{Yüksek taraflı anahtar döngüsü alanı ≤ 2cm2}

^{Alt tarafta simetrik olarak yüksek tarafta düzenlenmiş bir düğme döngüsü}

^{Yıldız noktası bağlantısı ile tasarlanmış güç zemini}

^2.Sinyal İzleme Yönlendirme

^{Sürücü sinyali iz uzunluğu ≤ 5cm}

^{Aralıkla diferansiyel çift yönlendirme = 2 × iz genişliği}

^{Sinyal izleri güç izlerini dikey olarak kesiyor; paralel yönlendirmeyi önleyin}

^{3.Termal Tasarım Düşünceleri}

^{Güç dirençleri alt tarafı ısı dağılımı tasarımı kullanır}

^{Çip arka tarafı bakır dökme alanı ≥ 25mm2}

^{Aray üzerinden termal: 1.2mm mesafe, 0.3mm çapı}

Koruma devresi tasarımı

^{1Aşırı akım koruması}

^{100ns yanıt süresi ile karşılaştırıcı devre}

^{Koruma eşiği: 25A ±5%}

^{Donanım boşaltma süresi: 200 ns}

^{2.Aşırı sıcaklık koruması}

^{Güç cihazının merkezinde yerleştirilen sıcaklık sensörü}

^{Koruma eşiği: 125°C ±5%}

^{Histerez aralığı: 15°C}

^{3.Alt Voltaj Koruması}

^{VCC alt voltaj kilitleme: 8.7V/8.3V (açma/kapama)}

^{VB alt voltaj algılama: 10.5V ± 0.2V}

^{Koruma kurtarma histerezi: 0.4V}

^{Güvenilirlik Tasarımı}

^{1- Düşük tasarım.}

^{Direnç gücünün değerlendirilmesi: Ad değerinin% 75'i}

^{Voltaj gerginliği derecelendirme: nominal değerin %80'i}

^{Mevcut gerilim derecesi: nominal değerin %70'i}

^{2.Çevreye Uyumluluk}

^{Çalışma sıcaklığı: -40°C - 125°C}

^{Nem aralığı: % 5 ila % 95 RH}

^{Koruma derecesi: IP20}

^{3.Yaşam süresi göstergeleri}

^{Tasarım ömrü: >100.000 saat}

^{MTBF: >500.000 saat}

^{Başarısızlık oranı: <100 ppm}

Not:Bu analiz IRS2153DPBF teknik belgelerine dayanmaktadır; özel tasarım ayrıntıları için lütfen resmi veri sayfasına bakın.