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IR2153

IR2153 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IG2

B T .

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1 IR2153 功能框图图2 IR2153 引脚图

? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

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 =

1

1. 4 (R T + 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IGB T .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1 IR2153 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. 3 62 V

高端补偿电压V S VB - 25 VB + 0. 3 V

高端输出电压V HO VS - 0. 3 VB + 0. 3 V

低端输出电压VLO - 0. 3 VCC + 0. 3 V

R T 电压V R T - 0. 3 VCC + 0. 3 V

CT 电压V CT - 0. 3 VCC + 0. 3 V

电源电流ICC — 25 mA

R T 输出电流IR T - 5 5 mA

耗散功率PD — 1. 0 (0. 625) W

存贮温度TS - 55 150 ℃

焊接温度(10s) TL — 300 ℃

表2 IR2153 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. 0

100

— kHz

R T = 35. 7kΩ

R T = 7. 04kΩ

2/ 3 V CC 阈电压V CT+ — 8. 0 — V

1/ 3 V CC 阈电压V CT - — 4. 0 — V

R T 输出高电压V R T+ —

0 100

200 300

mV

IR T = - 100μA

IR T = - 1mA

R T 输出低电压V R T - —

20 50

200 300

mV

IR T = 100μA

IR T = 1mA

输出高电压V OH —— 100 mV IO = 0A

输出低电压V OL —— 100 mV IO = 0A

表3 IR2153 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t r — 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 —μs

R T 占空比D — 50 — %

? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. - 8 - 《国外电子元器件》1998 年第9 期1998 年9 月电源专辑

图3 IR2153 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R 18 、

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/ 32 T8 2/ 40 T12

输入功率65 80 W

输入电流(120V AC) 0. 55 0. 67 A

预热输出频率60 45 kHz

预热输出电压300 300 VP

预热时间1. 0 2. 0 s

输出频率50 35 kHz

输出电压100 100 V

交流输入电压90~275V AC/ 50/ 60Hz V

直流输入电压100~350 V

温度0~70 ℃

功率因数0. 99 /

谐波总含量< 15 %

最大输出电压650 VP

? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. - 9 -

R 19 、R 20 、C12 、C13 、C15 、D10 、M 3 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:

f ph =

C13 + C15

1. 4 (R 20 ) (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:

f ru n =

1

1. 4 (R 12 ) (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UCL AM 的低输出阻抗的直流电源供电.

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