IRAM336 - 025SB：適用于家電電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成功率混合IC
IRAM336 - 025SB：適用于家電電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成功率混合IC
在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，為家電電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇合適的IC是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。今天，我們就來(lái)深入了解一下國(guó)際整流器公司（International Rectifier）推出的IRAM336 - 025SB，這是一款專為低功率家電電機(jī)控制應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的多芯片混合IC。
文件下載：IRAM336-025SB3.pdf
一、產(chǎn)品概述
IRAM336 - 025SB主要用于風(fēng)扇、水泵和冰箱壓縮機(jī)等低功率家電電機(jī)控制應(yīng)用。它采用緊湊的單列直插式（SIP - S）封裝，能有效減少PCB占用空間。該IC具備多種內(nèi)置保護(hù)功能，如溫度反饋、直通防止、欠壓鎖定和關(guān)斷輸入等，使其成為一個(gè)非常可靠的解決方案。同時(shí)，高效的高壓MOSFET、行業(yè)基準(zhǔn)的三相HVIC驅(qū)動(dòng)器（3.3V/5V輸入兼容）以及熱增強(qiáng)封裝的組合，讓它在市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外，其高端驅(qū)動(dòng)器的自舉電源可通過(guò)內(nèi)部自舉二極管生成，無(wú)需隔離電源，這一特性減少了系統(tǒng)的元件數(shù)量、電路板空間和成本。
二、產(chǎn)品特性
- 功率與電壓范圍：電機(jī)功率最高可達(dá)250W，適用于85 ~ 253Vac的電壓范圍。
- 集成功能：集成了柵極驅(qū)動(dòng)器和自舉二極管。
- 保護(hù)功能：具備過(guò)流關(guān)斷功能，所有開(kāi)關(guān)都有欠壓鎖定保護(hù)。
- 性能一致性：所有通道的傳播延遲匹配，采用施密特觸發(fā)輸入邏輯和交叉導(dǎo)通防止邏輯。
- 抗干擾能力：較低的di/dt柵極驅(qū)動(dòng)器，具有更好的抗噪能力。
三、絕對(duì)最大額定值
| 絕對(duì)最大額定值表示超過(guò)該極限可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞的持續(xù)限制。以下是一些關(guān)鍵參數(shù)： | 參數(shù) | 數(shù)值 |
|---|---|---|
| VDSS（MOSFET阻斷電壓） | 500V | |
| Vbus（正直流母線輸入電壓） | 400V | |
| Io @ TC = 25°C（RMS相電流） | 2.0A | |
| Io @ TC = 100°C（RMS相電流，注1） | 1.0A | |
| Ipk @ TC = 25°C（最大峰值電流，tp < 100μs） | 6.0A | |
| Pd（每個(gè)FET的最大功耗 @ TC = 25°C） | 15W | |
| TJ（MOSFET & IC的最大工作結(jié)溫） | + 150°C | |
| TC（工作外殼溫度范圍） | -20至 + 100°C | |
| TSTG（存儲(chǔ)溫度范圍） | -40至 + 125°C | |
| T（安裝扭矩，M3螺絲） | 0.6Nm |
注1：在特定條件下（正弦調(diào)制，(V^{+}=360V)，(T{J}=150^{circ}C)，(F{PWM}=20kHz)，(F_{MOD}=50Hz)，(MI = 0.8)，(PF = 0.6)）。
四、MOSFET特性
| 在(V{BIAS }(V{CC}, V{B}) = 15V)和(T{A}=25^{circ}C)（除非另有說(shuō)明）的條件下，部分MOSFET特性參數(shù)如下： | 參數(shù) | 典型值 | 最大值 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|
| V(BR)DSS（漏源擊穿電壓） | - | - | V | (V{IN}=5V)，(I{D}=250mu A) | |
| IDSS（漏源泄漏電流） | 5 | 100 | (mu A) | (V_{IN}=5V)，(V^{+}=500V) | |
| RDS(ON)（漏源導(dǎo)通電阻） | 2.2 | 2.7 | (Omega) | (I{D}=1.0A)，(V{DD}=15V) | |
| (V_{FM})（二極管正向壓降） | 0.87 | 1.0 | - | - | |
| - | 0.76 | - | - | (I{F}=1.0A)，(T{J}=150^{circ}C) |
五、推薦工作條件
| 為確保設(shè)備正常運(yùn)行，應(yīng)在推薦條件下使用。所有電壓均相對(duì)于(Vss)為絕對(duì)電壓。 | 參數(shù) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| V +（正母線輸入電壓） | - | - | 360 | V | |
| V B1,2,3（高端浮動(dòng)電源電壓） | V S + 10 | V S + 15 | V S + 20 | - | |
| V DD（低端和邏輯固定電源電壓） | 10 | 15 | 20 | V | |
| V ITRIP（I TRIP輸入電壓） | V SS | - | V SS + 5 | V | |
| V IN, V F/EN, V ITRIP（邏輯輸入電壓） | V SS | - | V SS + 5 | V | |
| F p（最大PWM載波頻率） | - | - | 20 | KHz |
注2：邏輯在(V{s})從COM - 5V到(V{SS}+500V)范圍內(nèi)有效。邏輯狀態(tài)在(V{s})從(V{SS}-5V)到(V{SS}-V{BS})范圍內(nèi)保持（更多細(xì)節(jié)請(qǐng)參考DT97 - 3）。
六、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電氣特性
靜態(tài)電氣特性
| 在(T{j}=25^{circ}C)（除非另有說(shuō)明），(V{BIAS }(V{DD}, V{BS 1,2,3}) = 15V)的條件下，部分靜態(tài)電氣特性參數(shù)如下： | 參數(shù) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 使能正向閾值 | - | - | 2.5 | V | |
| (V_{EN,th -})（使能負(fù)向閾值） | 0.8 | - | - | - | |
| (V{DDUV +}, V{BSUV +})（(V{DD})和(V{BS})電源欠壓正向閾值） | 8 | 8.9 | 9.8 | V | |
| (V{DDUV -}, V{BSUV -})（(V{DD})和(V{BS})電源欠壓負(fù)向閾值） | - | 8.2 | 9 | V | |
| 靜態(tài)(V_{BS})電源電流 | - | - | 120 | (mu A) | |
| - | 1 | 3 | 4 | mA | |
| 偏移電源泄漏電流 | - | - | 50 | (mu A) |
動(dòng)態(tài)電氣特性
| 在(T_{j}=25^{circ}C)（除非另有說(shuō)明）的條件下： | 參數(shù) | 典型值 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|
| T ON（輸入到輸出傳播導(dǎo)通延遲時(shí)間） | 750 | ns | - | |
| T OFF（輸入到輸出傳播關(guān)斷延遲時(shí)間） | 920 | ns | (I_{D}=1.5A)，(V = 360V) |
七、熱和機(jī)械特性
| 參數(shù) | 典型值 | 最大值 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|
| R th(J - C)（每個(gè)FET的熱阻） | 5.8 | 8.0 | (^{circ}C/W) | 平坦，絕緣材料 |
八、內(nèi)部NTC - 熱敏電阻特性
| 參數(shù) | 典型值 | 最大值 | 單位 | 條件 | |
|---|---|---|---|---|---|
| R25（電阻） | 100 | 103 | k(Omega) | (T_{C}=25^{circ}C) | |
| R125（電阻） | 2.52 | 2.8 | k(Omega) | (T_{C}=125^{circ}C) | |
| B | 4250 | 4293 | k | (R{2}=R{1} e^{[B(1 / T 2 - 1 / T 1)]}) | |
| 溫度范圍 | - | 125 | (^{circ}C) | - | |
| - | - | - | 1 | mW/ (^{circ}C) | (T_{C}=25^{circ}C) |
九、輸入 - 輸出邏輯電平表
| FLT - EN | I TRIP | HIN1,2,3 | LIN1,2,3 | U,V,W |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 1 | V + |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | Off |
| 1 | 1 | X | X | Off |
| 0 | X | X | X | Off |
十、典型應(yīng)用電路建議
- 電容安裝：電解母線電容器應(yīng)盡可能靠近模塊母線端子安裝，以減少振鈴和EMI問(wèn)題。在模塊引腳附近安裝額外的高頻陶瓷電容器將進(jìn)一步提高性能。
- 去耦電容：為了在VCC - VSS和Vb - Vs端子之間提供良好的去耦，連接在這些端子之間的電容器應(yīng)非常靠近模塊引腳。強(qiáng)烈建議使用額外的高頻電容器（通常為0.1μF）。
- 自舉電容選擇：自舉電容的值取決于開(kāi)關(guān)頻率。應(yīng)根據(jù)IR設(shè)計(jì)提示DN 98 - 2a或應(yīng)用筆記AN - 1044或圖12進(jìn)行選擇。
- 故障復(fù)位：大約8ms后，F(xiàn)AULT會(huì)自動(dòng)復(fù)位。PWM發(fā)生器必須在自動(dòng)復(fù)位時(shí)間（TFLT - CLR）內(nèi)禁用，以確保系統(tǒng)關(guān)斷，在恢復(fù)操作之前必須清除過(guò)流條件。
- 隔離措施：模塊外殼連接到負(fù)直流母線，且不隔離。建議在外殼和散熱器之間提供隔離材料，以避免觸電。
十一、模塊引腳說(shuō)明
| 引腳 | 名稱 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | TH | 溫度反饋 |
| 2 | V - | 負(fù)母線輸入電壓 |
| 3 | V + | 正母線輸入電壓 |
| 4 | W,V S3 | 輸出3 - 高端浮動(dòng)電源偏移電壓 |
| 5 | V B3 | 高端浮動(dòng)電源電壓3 |
| 6 | V,V S2 | 輸出2 - 高端浮動(dòng)電源偏移電壓 |
| 7 | V B2 | 高端浮動(dòng)電源電壓2 |
| 8 | U,V S1 | 輸出1 - 高端浮動(dòng)電源偏移電壓 |
| 9 | V B1 | 高端浮動(dòng)電源電壓1 |
| 10 | I TRIP | 電流反饋與關(guān)斷功能 |
| 11 | H IN1 | 邏輯輸入高端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位1 |
| 12 | H IN2 | 邏輯輸入高端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位2 |
| 13 | H IN3 | 邏輯輸入高端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位3 |
| 14 | L IN1 | 邏輯輸入低端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位1 |
| 15 | L IN2 | 邏輯輸入低端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位2 |
| 16 | L IN3 | 邏輯輸入低端柵極驅(qū)動(dòng)器 - 相位3 |
| 17 | FAULT/EN | 故障指示與使能功能 |
| 18 | V DD | + 15V主電源 |
| 19 | V SS | 負(fù)主電源 |
十二、集成自舉功能
IRAM336 - 025SB內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)IC嵌入了集成自舉FET，可在廣泛的應(yīng)用中提供替代的自舉電源驅(qū)動(dòng)方式。每個(gè)通道都有一個(gè)自舉FET，它連接在每個(gè)浮動(dòng)電源（VB1、VB2、VB3）和Vcc之間。自舉FET的狀態(tài)跟隨相應(yīng)的低端輸出級(jí)狀態(tài)（即當(dāng)LO為高時(shí)，bootFet導(dǎo)通；當(dāng)LO為低時(shí)，bootFet關(guān)斷），除非(V{B})電壓高于約1.1(Vcc)，在這種情況下，自舉FET保持關(guān)斷，直到(V{s})電壓降至該閾值以下。
自舉FET適用于大多數(shù)PWM調(diào)制方案，可以與外部自舉網(wǎng)絡(luò)（二極管 + 電阻）并聯(lián)使用，也可以替代它。但在非互補(bǔ)PWM方案（通常為6步調(diào)制）和非常高的PWM占空比情況下，由于自舉FET的等效電阻（(R_{BS})），使用集成自舉替代外部自舉網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)有一些限制。在這些情況下，使用外部自舉網(wǎng)絡(luò)可以獲得更好的性能。
綜上所述，IRAM336 - 025SB在低功率家電電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們還需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，綜合考慮各項(xiàng)參數(shù)和特性，以充分發(fā)揮該IC的性能。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。
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