IRAMY20UP60B：家電電機驅(qū)動的集成功率混合IC解決方案

在電子工程師的日常工作中，為家電電機驅(qū)動尋找合適的功率IC是一項關(guān)鍵任務(wù)。今天，我們來深入了解一下International Rectifier推出的IRAMY20UP60B集成功率混合IC，看看它能為我們帶來哪些優(yōu)勢。

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產(chǎn)品概述

IRAMY20UP60B是一款專為家電電機驅(qū)動應(yīng)用設(shè)計的20A、600V集成功率混合IC，它內(nèi)置了分流電阻。這款I(lǐng)C適用于空調(diào)系統(tǒng)、壓縮機驅(qū)動器等家電應(yīng)用，同時也可用于一些輕工業(yè)應(yīng)用。其獨特之處在于，采用了IR的先進技術(shù)，將高性能的AC 電機驅(qū)動器集成在一個隔離封裝中，大大簡化了設(shè)計過程。

技術(shù)亮點

先進的IGBT技術(shù)

該IC結(jié)合了IR的低 (V{CE(on)}) 非穿通IGBT技術(shù)和行業(yè)基準(zhǔn)的三相高壓、高速驅(qū)動器，封裝具有完全隔離和熱增強的特點。低 (V{CE(on)}) 意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，IGBT的電壓降較低，從而減少功率損耗，提高效率。

多重保護功能

溫度監(jiān)測與保護：內(nèi)置溫度監(jiān)測器，能夠?qū)崟r監(jiān)測芯片溫度，當(dāng)溫度過高時，會觸發(fā)保護機制，確保芯片安全運行。
過流和過溫保護：當(dāng)電流或溫度超過設(shè)定閾值時，IC會自動關(guān)閉，防止設(shè)備損壞。
短路額定IGBT：IGBT具備短路承受能力，在短路情況下能夠保護電路。
欠壓鎖定功能：當(dāng)電源電壓低于設(shè)定值時，IC會鎖定輸出，避免異常工作。

優(yōu)化的封裝設(shè)計

采用新開發(fā)的單排封裝（SiP3），帶有功率管芯的散熱片和全轉(zhuǎn)移模結(jié)構(gòu)，不僅最小化了PCB空間，還解決了與散熱器的隔離問題，并且通過了UL認證。

產(chǎn)品特性

集成柵極驅(qū)動器

集成的柵極驅(qū)動器可以直接驅(qū)動IGBT，簡化了外部電路設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性。

匹配的傳播延遲

所有通道的傳播延遲匹配，確保了三相驅(qū)動的同步性，減少了電機運行時的抖動和噪聲。

5V施密特觸發(fā)輸入邏輯

采用5V施密特觸發(fā)輸入邏輯，增強了抗干擾能力，使IC能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境下穩(wěn)定工作。

交叉?zhèn)鲗?dǎo)預(yù)防邏輯

該邏輯可以防止上下橋臂同時導(dǎo)通，避免短路故障，提高了系統(tǒng)的安全性。

低 (di/dt) 柵極驅(qū)動器

低 (di/dt) 柵極驅(qū)動器能夠減少開關(guān)過程中的電磁干擾，提高系統(tǒng)的EMI性能。

電氣參數(shù)

絕對最大額定值

參數(shù)	描述	值	單位
(V{CES} / V{RRM})	IGBT/二極管阻斷電壓	600	V
(V^{+})	正母線輸入電壓	450	V
(I{O} @ T{C} = 25°C)	RMS相電流	20	A
(I{O} @ T{C} = 100°C)	RMS相電流	10	A
(I_{O})	脈沖RMS相電流	40	A
(F_{PWM})	PWM載波頻率	20	kHz
(P_{D})	每個IGBT的功率耗散	68	W
(V_{ISO})	隔離電壓	2000	V RMS
(T_{J}) (IGBT & 二極管)	工作結(jié)溫范圍	-40 to +150	°C
(T_{J}) (驅(qū)動器IC)	工作結(jié)溫范圍	-40 to +150	°C
(T)	安裝扭矩范圍 (M4螺絲)	0.7 to 1.17	Nm

逆變器部分電氣特性

在 (T_{J}=25^{circ} C) 條件下，IC的各項電氣特性如下：	符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位
(V_{(BR)CES})	集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓	600	-	-	V	(V{IN} = 5V) , (I{C} = 250μA)
(Delta V_{(BR)CES} / Delta T)	擊穿電壓溫度系數(shù)	-	0.3	-	V/°C	(V{IN} = 5V) , (I{C} = 1.0mA) (25°C - 150°C)
(V_{CE(ON)})	集電極 - 發(fā)射極飽和電壓	-	1.75	2.15	V	(I{C} = 10A) , (V{CC} = 15V)
-	2.00	2.50	-	(I{C} = 10A) , (V{CC} = 15V) , (T_{J} = 125°C)
(I_{CES})	零柵極電壓集電極電流	-	5	80	μA	(V_{IN} = 5V) , (V^{+} = 600V)
-	80	-	-	(V{IN} = 5V) , (V^{+} = 600V) , (T{J} = 125°C)
(V_{FM})	二極管正向電壓降	-	1.9	2.6	V	(I_{C} = 10A)
-	1.6	2.3	-	(I{C} = 10A) , (T{J} = 125°C)
(V_{BDFM})	自舉二極管正向電壓降	-	-	1.25	V	(I_{F} = 1A)
-	-	1.10	-	(I{F} = 1A) , (T{J} = 125°C)
(R_{BR})	自舉電阻值	-	22	-	Ω	(T_{J} = 25°C)
(Delta R{BR} / R{BR})	自舉電阻公差	-	-	±5	%	(T_{J} = 25°C)
(I_{BUS_TRIP})	電流保護閾值	26	-	34	A	(T_{J} = -40°C) to 125°C

逆變器部分開關(guān)特性

在 (T_{J}=25^{circ} C) 條件下，開關(guān)特性如下：	符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位
(E_{ON})	開通開關(guān)損耗	-	320	460	μJ	(I_{C} = 10A) , (V^{+} = 400V)
(E_{OFF})	關(guān)斷開關(guān)損耗	-	175	225	μJ	(V_{CC} = 15V) , (L = 2mH)
(E_{TOT})	總開關(guān)損耗	-	495	685	μJ	-
(E_{REC})	二極管反向恢復(fù)能量	-	35	70	μJ	-
(t_{RR})	二極管反向恢復(fù)時間	-	95	-	ns	-

在 (T_{J}=125^{circ} C) 條件下，開關(guān)特性有所變化：	符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位
(E_{ON})	開通開關(guān)損耗	-	520	680	μJ	(I{C} = 10A) , (V^{+} = 400V) , (V{CC} = 15V) , (L = 2mH)
(E_{OFF})	關(guān)斷開關(guān)損耗	-	305	385	μJ	-
(E_{TOT})	總開關(guān)損耗	-	825	1065	μJ	-
(E_{REC})	二極管反向恢復(fù)能量	-	50	100	μJ	-
(t_{RR})	二極管反向恢復(fù)時間	-	125	-	ns	-

為了確保IC正常工作，需要在推薦的條件下使用。所有電壓均相對于 (COM / I_{TRIP }) 絕對參考。	符號	定義	最小值	最大值	單位
(V_{B1,2,3})	高端浮動電源電壓	(V_{S} + 12)	(V_{S} + 20)	V
(V_{S1,2,3})	高端浮動電源偏移電壓	-	450	V
(V_{CC})	低端和邏輯固定電源電壓	12	20	V
(V_{ITRIP})	(I_{TRIP}) 輸入電壓	(V_{SS})	(V_{SS} + 5)	V
(V_{IN})	邏輯輸入電壓 (LIN, HIN)	(V_{SS})	(V_{SS} + 5)	V

靜態(tài)和動態(tài)電氣特性

靜態(tài)電氣特性

在 (V{B L A S}(V{C C}, V_{B S 1,2,3}) = 15V) 條件下，IC的靜態(tài)電氣特性如下：	符號	定義	最小值	典型值	最大值
(V_{IH})	邏輯“0”輸入電壓	3.0	-	-	V
(V_{IL})	邏輯“1”輸入電壓	-	-	0.8	V
(V{CCUV+}, V{BSUV+})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓正向閾值	10.6	11.1	11.6	V
(V{CCUV-}, V{BSUV-})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓負向閾值	10.4	10.9	11.4	V
(V{CCUVH}, V{BSUVH})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓鎖定滯后	-	0.2	-	V
(V_{IN,Clamp})	輸入鉗位電壓	4.9	5.2	5.5	V
(I_{QBS})	靜態(tài) (V_{BS}) 電源電流	-	-	165	μA
(I_{QCC})	靜態(tài) (V_{CC}) 電源電流	-	-	3.35	mA
(I_{LK})	偏移電源泄漏電流	-	-	60	μA
(I_{IN+})	輸入偏置電流	-	200	300	μA
(I_{IN-})	輸入偏置電流	-	100	220	μA
(I_{TRIP+})	(I_{TRIP}) 偏置電流	-	30	100	μA
(I_{TRIP-})	(I_{TRIP}) 偏置電流	-	0	1	μA
(V_{(ITRIP)})	(I_{TRIP}) 閾值電壓	440	490	540	mV
(V_{(ITRIP,HYS)})	(I_{TRIP}) 輸入滯后	-	70	-	mV

動態(tài)電氣特性

符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(T_{ON})	輸入到輸出傳播開通延遲時間	-	590	-	ns	(V{CC} = V{BS} = 15V) , (I_{C} = 10A) , (V^{+} = 400V)
(T_{OFF})	輸入到輸出傳播關(guān)斷延遲時間	-	700	-	ns	-
(T_{FLIN})	輸入濾波時間	100	200	-	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 5V)
(T_{BLT-Trip})	(I_{TRIP}) 消隱時間	100	150	-	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 5V)
(DT)	死區(qū)時間	220	290	360	ns	(V{BS} = V{CC} = 15V)
(MT)	匹配傳播延遲時間	-	40	75	ns	(V{CC} = V{BS} = 15V) , 外部死區(qū)時間 > 400ns
(T_{ITrip})	(I_{TRIP}) 到六個開關(guān)關(guān)斷傳播延遲	-	-	1.75	μs	(V{CC} = V{BS} = 15V) , (I_{C} = 10A) , (V^{+} = 400V)
(T_{FLT-CLR})	(I_{TRIP}) 后六個開關(guān)關(guān)斷清除時間	-	7.7	-	ms	(T_{C} = 25°C)
-	-	-	6.7	-	ms	(T_{C} = 100°C)

熱和機械特性

熱阻

符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(R_{th(J-C)})	每個IGBT的熱阻	-	1.6	1.8	°C/W	平坦、涂有油脂的表面，散熱器化合物熱導(dǎo)率為1W/mK
(R_{th(J-C)})	每個二極管的熱阻	-	2.2	3	°C/W	-
(R_{th(C-S)})	C - S熱阻	-	0.1	-	°C/W	-

其他特性

符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(C_{D})	爬電距離	3.5	-	-	mm	見外形圖

內(nèi)部電流傳感電阻 - 分流特性

符號	參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(R_{Shunt})	電阻	16.8	17.0	17.2	mΩ	(T_{C} = 25°C)
(T_{Coeff})	溫度系數(shù)	0	-	200	ppm/°C	-
(P_{Shunt})	功率耗散	-	-	4.5	W	-40°C < (T_{C}) < 100°C
(T_{Range})	溫度范圍	-40	-	125	°C	-

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產(chǎn)品概述

技術(shù)亮點

先進的IGBT技術(shù)

多重保護功能

優(yōu)化的封裝設(shè)計

產(chǎn)品特性

集成柵極驅(qū)動器

匹配的傳播延遲

5V施密特觸發(fā)輸入邏輯

交叉?zhèn)鲗?dǎo)預(yù)防邏輯

低 (di/dt) 柵極驅(qū)動器

電氣參數(shù)

絕對最大額定值

逆變器部分電氣特性

逆變器部分開關(guān)特性

推薦工作條件

驅(qū)動器功能

靜態(tài)和動態(tài)電氣特性

靜態(tài)電氣特性

動態(tài)電氣特性

熱和機械特性

熱阻

其他特性

內(nèi)部電流傳感電阻 - 分流特性

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