IR2153

IR2153IR2153是一种高压、高速、带有高低端驱动的半桥驱动器.该器件前级可调振荡器的功能与大家熟知的555时基电路相似.驱动器的输出带有缓冲单元,可设定内部死区时间,防止桥路中的两只功率开关管直通.高、低端管子具有延时匹配,适用于占空比为50%的场合,该器件可驱动N沟道功率MOSFET或IG2BT.IR2153具有以下特点:●带自举二极管的浮动设计,最大耐压为600V;●允许瞬时负压;●欠压保护;●内部振荡器频率可调整;●高、低通道匹配的死区时间;●起动电流很小,仅为90μA;●高、低通道的关断功能;●低通道输出电压波形与RT端电压波形相同.2.内部结构及引脚功能IR2153内部由放大器、触发器、逻辑控制电路、驱动器及功率电路等构成,如图1所示.该器件采用双列8引脚封装,引脚定义及形式如图2所示.脚1(VCC):低端逻辑和内部MOS管的门极驱动电源电压.脚2(RT):振荡器定时电阻输入端.此端电压波形与半桥高端(脚7)相同.脚3(CT):振荡器●新特器件应用节能灯驱动电路IR2153及应用湖北省电子产品质量检验所胡大友摘要:IR2153是美国国际整流器公司(IR)推出的电子镇流器控制专用集成电路.本文描述了IR2153的主要特点、引脚功能,简要介绍了该器件的电气参数,并着重讲述了实际应用电路.关键词:电子镇流器驱动IR2153应用图1IR2153功能框图图2IR2153引脚图?1995-2021TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.节能灯驱动电路IR2153及应用-7-定时电容输入端.应用时,该脚和COM(脚4)之间应接一电容,以便调整振荡器频率.f=11.4(RT+75Ω)CT(式中,75Ω是输出级的等效电阻).脚4(COM):低端返回端.脚5(LO):低端门极驱动输出端.脚6(VS):高端浮动电源返回端.脚7(HO):高端门极输出驱动端.脚8(VS):高端MOS管门极驱动浮动电源.3.电气参数3.1极限参数IR2153的极限参数如表1所列.3.2静态电气参数IR2153的静态电气参数如表2所列.3.3动态电气参数IR2153的动态电气参数如表3所列.4.器件应用4.1典型应用电路IR2153可驱动MOSFET或IGBT.典型应用电路如图3所示.图4、图5、图6分别为电路的输入/输出波形、开关时间波形及死区时间波形图.表1IR2153的极限参数参数名称符号参数值最小值最大值单位高端浮动电压VB-0.362V高端补偿电压VSVB-25VB+0.3V高端输出电压VHOVS-0.3VB+0.3V低端输出电压VLO-0.3VCC+0.3VRT电压VRT-0.3VCC+0.3VCT电压VCT-0.3VCC+0.3V电源电流ICC—25mART输出电流IRT-55mA耗散功率PD—1.0(0.625)W存贮温度TS-55150℃焊接温度(10s)TL—300℃表2IR2153的静态电气参数参数名称符号参数值最小典型最大单位条件振荡频率fOSC—20.0100—kHzRT=35.7kΩRT=7.04kΩ2/3VCC阈电压VCT+—8.0—V1/3VCC阈电压VCT-—4.0—VRT输出高电压VRT+—0100200300mVIRT=-100μAIRT=-1mART输出低电压VRT-—2050200300mVIRT=100μAIRT=1mA输出高电压VOH——100mVIO=0A输出低电压VOL——100mVIO=0A表3IR2153的动态电气参数参数名称符号参数值最小典型最大单位开通时间tr—80—ns关闭时间tf—35—ns高端输出电压tsd—660—ns低端输出电压DT—1.2—μsRT占空比D—50—%?1995-2021TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-8-《国外电子元器件》1998年第9期1998年9月电源专辑图3IR2153典型应用电路图5开关时间波形图4输入/输出波形图6死区时间波形4.2实用电路IR2153可应用于高性能电子镇流器.实际电路如图7所示.4.2.1功能描述该电路由功率因数校正电路、镇流器控制电路、谐振输出电路和保护电路等部分组成.功率因数校正器采用电流连续型升压变换器.镇流器控制电路为传统的RCL串并联谐振控制电路,适用于多种类型的灯管.保护电路包括灯管的电流检测和逻辑比较电路,实现安全断开和平滑再启动的电路等.4.2.2电子镇流器电气特性图7所示的电子镇流器的电气特性如表4所列.4.2.3镇流器控制电路镇流器控制电路由IR2153(IC3)和R18、表4电子镇流器电气特性表参数名称参数值单位灯管类型2/32T82/40T12输入功率6580W输入电流(120VAC)0.550.67A预热输出频率6045kHz预热输出电压300300VP预热时间1.02.0s输出频率5035kHz输出电压100100V交流输入电压90~275VAC/50/60HzV直流输入电压100~350V温度0~70℃功率因数0.99/谐波总含量最大输出电压650VP?1995-2021TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-9-R19、R20、C12、C13、C15、D10、M3等构成.通过控制MOSFET实现灯管预热、点亮和运行.在预热阶段,控制电路以固定的频率驱动半桥电路中的MOSFET管,使灯管的阴极加热到适当的发光温度,保证灯丝及灯管具有较长的使用寿命.预热后,驱动信号的频率迅速降低,超过谐振频率到达最后的工作频率,在这个过程中,灯管以额定功率工作.不同阶段的频率由IR2153外接的RT和CT值决定.C13和C15串联决定预热频率:fph=C13+C151.4(R20)(C13)(C15)当C12两端的电压达到D10的导通电压时,M3导通,C15被短路,此时的工作频率为运行频率,即:frun=11.4(R12)(C13)4.3应用注意事项IR2153内部VCC和COM脚之间有一个齐纳箝位二极管,通常可将整流后的电源电压经一高阻值电阻加到器件的VCC脚,并在VCC脚和COM脚之间加一个去耦电容器.应该特别注意的是:该电路不能用输出电压高于UCLAM的低输出阻抗的直流电源供电.