CIPOS? Tiny IM323 - 集成功率模塊的理想之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的功率和控制組件對于提高系統(tǒng)可靠性、優(yōu)化 PCB 尺寸和降低成本至關(guān)重要。今天要給大家介紹的 CIPOS? Tiny IM323 產(chǎn)品組，就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品。

文件下載：IM323L6G2XKMA1.pdf

產(chǎn)品概述

CIPOS? Tiny IM323 產(chǎn)品組為集成各種功率和控制組件提供了機(jī)會，能夠提升可靠性、優(yōu)化 PCB 尺寸和系統(tǒng)成本。它專為控制變速驅(qū)動器中的三相交流電機(jī)和永磁電機(jī)而設(shè)計(jì)，適用于空調(diào)、冰箱等應(yīng)用。其封裝概念特別適合需要良好熱傳導(dǎo)、電氣隔離、EMI 保護(hù)和過載保護(hù)的功率應(yīng)用。該產(chǎn)品將反向?qū)?IGBT 與優(yōu)化的 SOI 柵極驅(qū)動器相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)出色的電氣性能。

產(chǎn)品特性

封裝特性

• 全隔離雙列直插式模制模塊：采用完全隔離的設(shè)計(jì)，具有良好的電氣隔離性能，有助于提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
• 應(yīng)用全封裝：提供全面的保護(hù)，減少外界環(huán)境對內(nèi)部組件的影響。
• 無鉛端子電鍍，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)保設(shè)計(jì)，滿足相關(guān)法規(guī)要求。

逆變器特性

• 600V 反向?qū)?RCD2 IGBT：具備較高的耐壓能力，能夠滿足多種應(yīng)用場景的需求。
• 堅(jiān)固的 SOI 柵極驅(qū)動器技術(shù)：對瞬態(tài)和負(fù)電壓具有穩(wěn)定性，確保驅(qū)動器的可靠運(yùn)行。
• 允許負(fù) (V_{s}) 電位高達(dá) -11V：在 (V_{BS}=15 ~V) 時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)信號傳輸，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性。
• 集成自舉功能：簡化了電路設(shè)計(jì)。
• 過流關(guān)斷功能：當(dāng)電流超過設(shè)定值時(shí)，能夠及時(shí)切斷輸出，保護(hù)設(shè)備。
• 內(nèi)置 NTC 熱敏電阻：用于溫度監(jiān)測，方便實(shí)時(shí)了解設(shè)備的工作溫度。
• 所有通道欠壓鎖定：防止因電壓過低導(dǎo)致設(shè)備損壞。
• 低側(cè)發(fā)射極引腳可用于相電流監(jiān)測：通過開放發(fā)射極設(shè)計(jì)，便于工程師進(jìn)行電流監(jiān)測。
• 睡眠功能：降低功耗，提高能源效率。
• 交叉導(dǎo)通預(yù)防：避免同一橋臂的兩個(gè)柵極驅(qū)動器同時(shí)導(dǎo)通，確保系統(tǒng)安全。
• 保護(hù)時(shí)所有 6 個(gè)開關(guān)關(guān)閉：在出現(xiàn)故障時(shí)，能夠迅速切斷所有開關(guān)，保護(hù)設(shè)備和人員安全。

潛在應(yīng)用

CIPOS? Tiny IM323 適用于多種領(lǐng)域，包括空調(diào)和家用電器、工業(yè)驅(qū)動器等。在空調(diào)和冰箱中，它可以精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高能源效率，降低噪音；在工業(yè)驅(qū)動器中，能夠滿足復(fù)雜的控制需求，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

產(chǎn)品驗(yàn)證

該產(chǎn)品通過了 JEDEC47/20/22 的相關(guān)測試，符合工業(yè)應(yīng)用的要求，為工程師在設(shè)計(jì)工業(yè)級產(chǎn)品時(shí)提供了可靠的選擇。

產(chǎn)品信息

詳細(xì)參數(shù)

絕對最大額定值

• 模塊部分：存儲溫度范圍為 -40 ~ 125°C，工作外殼溫度為 -40 ~ 125°C，工作結(jié)溫為 -40 ~ 150°C，最大結(jié)溫為 175°C，隔離電壓為 2000V（1 分鐘，RMS，f = 60 Hz）。
• 逆變器部分：最大阻斷電壓為 600V，P - N 直流母線供電電壓為 450V，P - N 直流母線供電電壓（浪涌）為 500V，集電極電流為 ± 15A，最大峰值集電極電流為 ± 30A，每個(gè) IGBT 的功率耗散為 27W，短路耐受時(shí)間為 3μs。
• 控制部分：高側(cè)偏移電壓為 600V，自舉二極管的重復(fù)峰值反向電壓為 600V，模塊控制電源電壓為 -1 ~ 20V，高側(cè)浮動電源電壓（(V{B}) 參考 (V{S})）為 -1 ~ 20V，輸入電壓（(L{IN})、(H{IN})、(I{TRIP})）為 -1 ~ (V{DD}) + 0.3V，故障輸出電壓為 -1 ~ (V_{DD}) + 0.3V。

熱特性

單 IGBT 結(jié) - 殼熱阻最大為 4.7K/W，單二極管結(jié) - 殼熱阻最大為 7.4K/W。

推薦工作條件

直流母線供電電壓為 0 ~ 450V，低側(cè)電源電壓為 13 ~ 17.5V，高側(cè)浮動電源電壓為 13 ~ 17.5V，邏輯輸入電壓為 0 ~ 5V，逆變器 PWM 載波頻率為 20kHz，(H{IN}) 和 (L{IN}) 之間的外部死區(qū)時(shí)間為 1μs，(V_{SS}) - N 之間的電壓（包括浪涌）為 -5 ~ 5V，最小輸入脈沖寬度為 0.7μs，控制電源變化為 -1 ~ 1V/μs。

靜態(tài)參數(shù)

• 逆變器部分：集電極 - 發(fā)射極飽和電壓在不同溫度和電流下有不同的值，集電極 - 發(fā)射極泄漏電流最大為 1mA，二極管正向電壓在不同溫度和電流下也有不同的值。
• 控制部分：邏輯“1”輸入電壓為 1.7 ~ 2.3V，邏輯“0”輸入電壓為 0.7 ~ 1.1V，(I{TRIP}) 正向閾值為 475 ~ 570mV，(I{TRIP}) 輸入滯后為 45 ~ 70mV，(V{DD}) 和 (V{BS}) 電源欠壓正向閾值和負(fù)向閾值也有相應(yīng)規(guī)定，電源欠壓鎖定滯后為 0.5 ~ 0.9V，靜態(tài) (V{BSx}) 電源電流最大為 300μA，靜態(tài) (V{DD}) 電源電流最大為 1.1mA，輸入偏置電流和 (V_{FO}) 輸出電壓等也有具體參數(shù)。

動態(tài)參數(shù)

• 逆變器部分：開通傳播延遲時(shí)間、開通上升時(shí)間、開通開關(guān)時(shí)間、反向恢復(fù)時(shí)間、關(guān)斷傳播延遲時(shí)間、關(guān)斷下降時(shí)間、關(guān)斷開關(guān)時(shí)間、短路傳播延遲時(shí)間等都有相應(yīng)的典型值，IGBT 開通能量、關(guān)斷能量和二極管恢復(fù)能量在不同溫度下也有不同的值。
• 控制部分：輸入濾波時(shí)間、故障清除時(shí)間、(TRIP) 到故障傳播延遲、內(nèi)部死區(qū)時(shí)間、匹配傳播延遲時(shí)間等都有具體參數(shù)。

熱敏電阻特性

在 25°C 時(shí)，熱敏電阻的典型電阻為 85kΩ，B 常數(shù)為 4092K。

機(jī)械特性和額定值

安裝扭矩為 0.59 ~ 0.78N?m，端子強(qiáng)度拉力和彎曲次數(shù)有相應(yīng)規(guī)定，背面曲率最大為 110μm，重量約為 5.6g。

應(yīng)用指南

典型應(yīng)用電路

在設(shè)計(jì)應(yīng)用電路時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• (V{B}-V{S}) 電路：高側(cè)浮動電源電壓的電容和齊納二極管應(yīng)盡可能靠近 (V{B}) 和 (V{s}) 引腳。
• 輸入電路：為減少高速開關(guān)引起的輸入信號噪聲，應(yīng)安裝 (R{IN}) 和 (C{IN}) 濾波電路（100 Ω，1 nF），(C{IN}) 應(yīng)盡可能靠近 (V{ss}) 引腳。
• VFO 電路：VFO 引腳為開漏配置，應(yīng)通過適當(dāng)?shù)碾娮枭侠?5V/3.3V 的偏置電壓，建議在靠近控制器處放置 RC 濾波器。
• (V{DD}-V{SS}) 電路：控制電源電壓的電容和齊納二極管應(yīng)盡可能靠近 (V{DD 2}) 和 (V{ss2}) 引腳。
• (TRIP) 電路：為防止保護(hù)功能出錯，(C{ITRIP}) 應(yīng)盡可能靠近 (I{TRIP}) 和 (V_{SS 2}) 引腳。
• VOT 電路：由于 (VOT) 電壓為模擬電壓，電容應(yīng)盡可能靠近 (VOT) 和 (V_{ss}) 引腳。
• 緩沖電容器：IPM 和緩沖電容器（包括分流電阻）之間的布線應(yīng)盡可能短。
• 分流電阻：應(yīng)使用 SMD 類型的分流電阻以減少雜散電感。
• 接地模式：接地模式應(yīng)在分流電阻的一點(diǎn)處盡可能短地分開。

總結(jié)

CIPOS? Tiny IM323 產(chǎn)品組憑借其豐富的特性和出色的性能，為電子工程師在設(shè)計(jì)三相交流電機(jī)和永磁電機(jī)控制電路時(shí)提供了一個(gè)可靠的選擇。無論是在空調(diào)、冰箱等家用電器領(lǐng)域，還是在工業(yè)驅(qū)動器等工業(yè)應(yīng)用中，都能發(fā)揮重要作用。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和設(shè)計(jì)要求，合理選擇參數(shù)和設(shè)計(jì)電路，以充分發(fā)揮該產(chǎn)品的優(yōu)勢。大家在使用 CIPOS? Tiny IM323 過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。