1. Giới thiệu MC33151 (33151, MC33151DR)
IC MC33151 (hãng ON Semiconductor / Motorola) là bộ khuếch đại điều khiển cổng MOSFET kép (Dual MOSFET Gate Driver) tốc độ cao.
Mục đích chính của IC này là tăng dòng điều khiển (drive current) để MOSFET có thể đóng/ngắt nhanh hơn, giảm tổn hao và nhiệt trong mạch công suất.
IC có hai kênh điều khiển độc lập (A và B), mỗi kênh có thể cung cấp ±1,5A dòng đỉnh để kích cổng MOSFET hoặc IGBT.
MC33151 hoạt động ở dải điện áp rộng (4.5V–18V), tương thích logic TTL/CMOS, phù hợp cho các mạch nguồn xung, inverter, motor driver hoặc bộ nguồn DC–DC.
2. Cấu tạo MC33151 (33151, MC33151DR)
Bên trong IC gồm 2 khối driver độc lập:
-
Mạch khuếch đại logic A và B: nhận tín hiệu điều khiển mức TTL/CMOS.
-
Cặp transistor push-pull (Totem Pole): khuếch đại dòng đầu ra để điều khiển trực tiếp cổng MOSFET.
-
Mạch bảo vệ: gồm bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ ngắn mạch, và giới hạn dòng.
Hai kênh (A, B) hoạt động tách biệt, có thể dùng độc lập hoặc song song tùy nhu cầu công suất.
3. Thông số kỹ thuật MC33151 (33151, MC33151DR)
Thông số | Giá trị điển hình |
---|---|
Điện áp hoạt động (VCC) | 4.5V – 18V |
Dòng đầu ra cực đại (source/sink) | ±1.5A |
Điện áp ngõ ra tối đa | Gần bằng VCC |
Thời gian trễ truyền (propagation delay) | 75 ns (typ.) |
Tốc độ chuyển mạch | Lên đến 1 MHz |
Dòng tiêu thụ không tải | < 5 mA |
Mức logic điều khiển | TTL/CMOS tương thích |
Nhiệt độ hoạt động | –40°C → +125°C |
Kiểu vỏ | SOP-8, DIP-8 |
Bảo vệ | Quá nhiệt (thermal shutdown) |
4. Sơ đồ chân và chức năng MC33151 (33151, MC33151DR)
Chân | Ký hiệu | Chức năng chi tiết |
---|---|---|
1 | N.C. | Không kết nối, để hở hoặc nối mạch in tùy thiết kế. |
2 | Logic Input A | Ngõ vào điều khiển logic cho kênh A. Nhận tín hiệu TTL/CMOS từ vi điều khiển hoặc mạch PWM. |
3 | GND | Mass chung cho hai kênh driver. |
4 | Logic Input B | Ngõ vào điều khiển logic cho kênh B. Nhận tín hiệu độc lập từ MCU. |
5 | Drive Output B | Ngõ ra khuếch đại dòng cho MOSFET B. Kết nối đến cổng MOSFET cần điều khiển. |
6 | VCC | Chân cấp nguồn cho toàn IC (4.5V–18V). |
7 | Drive Output A | Ngõ ra khuếch đại dòng cho MOSFET A. Kết nối đến cổng MOSFET cần điều khiển. |
8 | N.C. | Không kết nối. Dùng để cân bằng cơ học hoặc bỏ trống. |
🧠 Ghi nhớ nhanh:
-
Input A/B → Output A/B tương ứng.
-
GND chung, VCC cấp nguồn.
-
N.C. bỏ trống, không nối.
5. Chức năng linh kiện MC33151 (33151, MC33151DR)
-
Khuếch đại dòng điều khiển MOSFET: cung cấp dòng ±1.5A để sạc/xả nhanh điện dung cổng.
-
Tăng tốc độ chuyển mạch: giúp MOSFET đóng/ngắt nhanh, giảm tổn hao công suất.
-
Cách ly logic: cho phép MCU 5V điều khiển MOSFET công suất ở nguồn cao hơn (tới 18V).
-
Bảo vệ mạch công suất: hạn chế dòng, ngắt khi quá nhiệt.
-
Linh hoạt: hai kênh có thể dùng độc lập (điều khiển hai MOSFET riêng) hoặc song song (tăng dòng cho một MOSFET).
6. Ứng dụng MC33151 (33151, MC33151DR)
-
Mạch nguồn xung (SMPS, Flyback, Forward, Push-pull).
-
Điều khiển động cơ DC, servo, PWM inverter.
-
Bộ nghịch lưu (inverter, half-bridge, full-bridge).
-
Mạch DC–DC converter công suất cao.
-
Driver cho MOSFET/IGBT trong thiết bị công nghiệp hoặc nguồn LED.
7. Kích thước MC33151 (SOP-8)
-
Loại vỏ: SOP-8 (SMT).
-
Chiều dài: ~4.9 mm
-
Chiều rộng: ~3.9 mm
-
Bước chân (Pitch): 1.27 mm
-
Chiều cao: ~1.5 mm
-
Số chân: 8
-
Lắp bề mặt (SMD).
8. Cách đo kiểm tra sống/chết MC33151 (33151, MC33151DR)
Dụng cụ:
-
Đồng hồ số / Oscilloscope.
-
Nguồn DC 12V.
-
Tín hiệu xung vuông TTL (từ mạch tạo xung hoặc Arduino).
Các bước kiểm tra:
-
Kiểm tra nguồn:
-
Đo điện trở giữa VCC (chân 6) và GND (chân 3).
-
Nếu nhỏ hơn 50 Ω → IC có thể bị chập.
-
-
Cấp nguồn 12V:
-
Kết nối VCC–GND, sau đó cấp tín hiệu PWM (0–5V) vào chân Input A hoặc Input B.
-
-
Kiểm tra ngõ ra:
-
Dùng oscilloscope đo Output A/B.
-
Khi Input thay đổi mức, Output sẽ dao động gần bằng biên độ nguồn (0V ↔ VCC).
-
-
Kiểm tra dòng kích:
-
Dùng điện trở tải (1 kΩ) hoặc MOSFET thực tế, xem MOSFET có đóng/ngắt đúng tín hiệu không.
-
-
Dấu hiệu hỏng:
-
Không có tín hiệu ra ở Output.
-
Điện trở nguồn thấp → chập nguồn.
-
IC nóng khi không tải.
-