IRSM836 - 084MA KIPMTM：小電器電機驅(qū)動的集成電源模塊解決方案

在電子工程師的日常工作中，為小電器電機驅(qū)動尋找合適的電源模塊是一項關(guān)鍵任務(wù)。今天，我們就來深入了解一下 IRSM836 - 084MA KIPMTM 這款 7A、250V 的集成電源模塊（IPM），看看它在小電器電機驅(qū)動應(yīng)用中能帶來哪些獨特的優(yōu)勢。

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一、產(chǎn)品概述

IRSM836 - 084MA 專為先進(jìn)的電器電機驅(qū)動應(yīng)用而設(shè)計，像節(jié)能風(fēng)扇和水泵這類設(shè)備都適用。它采用了國際整流器（IR）的技術(shù)，在一個隔離封裝中實現(xiàn)了極為緊湊且高性能的交流電機驅(qū)動。該模塊結(jié)合了 IR 的低 (R_{DS(on)}) 溝槽 MOSFET 技術(shù)以及業(yè)界標(biāo)桿的三相高壓、堅固驅(qū)動器，采用小巧的 PQFN 封裝，尺寸僅為 12x12mm，還集成了自舉功能，這種緊湊的表面貼裝封裝使其非常適合空間受限的應(yīng)用場景。同時，它具備集成過流保護(hù)、故障報告和欠壓鎖定功能，能提供高水平的保護(hù)和故障安全操作，并且無需散熱器就能正常工作。

二、產(chǎn)品特性

（一）集成功能

集成柵極驅(qū)動器和自舉功能：這使得模塊的設(shè)計更加簡潔，減少了外部元件的使用，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
開源用于橋臂分流電流感測：方便工程師進(jìn)行電流監(jiān)測和控制，為電機的精確驅(qū)動提供支持。
保護(hù)關(guān)斷引腳：在出現(xiàn)異常情況時，能及時切斷電路，保護(hù)模塊和電機不受損壞。

（二）MOSFET 特性

低 (R_{DS(on)}) 溝槽 MOSFET：能夠降低導(dǎo)通損耗，提高模塊的效率，減少發(fā)熱。
所有通道的欠壓鎖定：確保在電源電壓不足時，模塊能安全停止工作，避免因欠壓導(dǎo)致的故障。
所有通道匹配的傳播延遲：保證各相之間的信號同步，使電機運行更加平穩(wěn)。

（三）其他特性

優(yōu)化的 dV/dt 以平衡損耗和 EMI：在降低開關(guān)損耗的同時，減少電磁干擾，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。
3.3V 施密特觸發(fā)有源高電平輸入邏輯：增強了輸入信號的抗干擾能力。
交叉導(dǎo)通防止邏輯：避免上下橋臂同時導(dǎo)通，保護(hù)模塊安全。
電機功率范圍可達(dá) ~150W，無需散熱器：這大大簡化了散熱設(shè)計，降低了成本和空間占用。
最小 1500VRMS 隔離：提供了良好的電氣隔離，保障了系統(tǒng)的安全性。

三、電氣參數(shù)

（一）絕對最大額定值

絕對最大額定值表明了模塊所能承受的持續(xù)極限，超過這些值可能會對模塊造成損壞。這些值在制造過程中并不進(jìn)行測試。以下是一些關(guān)鍵參數(shù)：	符號	描述	最小值	最大值
(BV_{DSS})	MOSFET 阻斷電壓	-	250	V
(I_{O} @ T = 25°C)	每個 MOSFET 的直流輸出電流	-	7	A
(I_{OP})	脈沖輸出電流（注 1）	-	27	A
(Pmuikaa0wy @ T{C} = 25°C)	每個 MOSFET 的最大功耗	-	40	W
(V_{ISO})	隔離電壓（1min）（注 2）	-	1500	(V_{RMS})
(T_{J})	工作結(jié)溫	-40	150	°C
(T_{L})	引腳溫度（焊接，30 秒）	-	260	°C
(T_{S})	存儲溫度	-40	150	°C
(V_{S1,2,3})	高端浮動電源偏移電壓	(V_{B1,2,3} - 20)	(V_{B1,2,3} + 0.3)	V
(V_{B1,2,3})	高端浮動電源電壓	-0.3	250	V
(V_{CC})	低端和邏輯電源電壓	-0.3	20	V
(V_{IN})	(LIN)、(HIN)、(I_{TRIP})、(EN)、(RCIN)、(FLT) 的輸入電壓	(V_{SS} - 0.3)	(V_{CC} + 0.3)	V

注 1：脈沖寬度 = 100μs，(T_{C} = 25°C)，占空比 = 1%；注 2：經(jīng)過特性表征，但制造過程中不進(jìn)行測試。

（二）推薦工作條件

為了確保模塊正常工作，應(yīng)在推薦的條件下使用。以下是推薦工作條件的參數(shù)：	符號	描述	最小值	最大值
(V^{+})	正直流母線輸入電壓	-	200	V
(V_{S1,2,3})	高端浮動電源偏移電壓	（注 3）	200	V
(V_{B1,2,3})	高端浮動電源電壓	(V_{S} + 10)	(V_{S} + 20)	V
(V_{CC})	低端和邏輯電源電壓	11.5	18.5	V
(V_{IN})	(LIN)、(HIN)、(I_{TRIP})、(EN)、(FLT) 的輸入電壓	0	5	V
(F_{p})	PWM 載波頻率	-	20	kHz

注 3：邏輯在 (V{s}) 從 COM - 5V 到 COM + 250V 時可正常工作；邏輯狀態(tài)在 (V{s}) 從 COM - 5V 到 COM - (V_{BS}) 時保持。

（三）靜態(tài)電氣特性

在特定條件下（((V{CC} - COM) = (V{B} - V{S}) = 15V)，(T{A} = 25°C)，除非另有說明），模塊具有以下靜態(tài)電氣特性：	符號	描述	最小值	典型值	最大值	單位
(BV_{DSS})	漏源擊穿電壓	250	-	-	V	(T{J} = 25°C)，(I{LK} = 250μA)
(I_{LKH})	高端 FET 并聯(lián)時的泄漏電流	-	0.5	-	μA	(T{J} = 25°C)，(V{DS} = 250V)
(I_{LKL})	低端 FET 并聯(lián)加?xùn)艠O驅(qū)動 IC 的泄漏電流	-	1.5	-	μA	(T{J} = 25°C)，(V{DS} = 250V)
(R_{DS(ON)})	漏源導(dǎo)通電阻	-	0.31	0.45	Ω	(T{J} = 25°C)，(V{CC} = 15V)，(I_{D} = 2A)
(V_{SD})	MOSFET 體二極管正向電壓	-	0.8	-	V	(T{J} = 25°C)，(V{CC} = 15V)，(I_{D} = 2A)
(V_{IN,th +})	正向輸入閾值	2.5	-	-	V
(V_{IN,th -})	負(fù)向輸入閾值	-	-	0.8	V
(V{CCUV +})，(V{BSUV +})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓正向閾值	8	8.9	9.8	V
(V{CCUV -})，(V{BSUV -})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓負(fù)向閾值	7.4	8.2	9	V
(V{CCUVH})，(V{BSUVH})	(V{CC}) 和 (V{BS}) 電源欠壓鎖定遲滯	-	0.7	-	V
(I_{QBS})	(V{BS}) 電源靜態(tài)電流 (V{IN} = 0V)	-	-	125	μA
(I_{QCC})	(V{CC}) 電源靜態(tài)電流 (V{IN} = 0V)	-	-	3.35	mA
(I_{IN +})	輸入偏置電流 (V_{IN} = 4V)	-	100	180	μA
(I_{IN -})	輸入偏置電流 (V_{IN} = 0V)	-	-	1	μA
(I_{TRIP +})	(I{TRIP}) 偏置電流 (V{ITRIP} = 4V)	-	5	40	μA
(I_{TRIP -})	(I{TRIP}) 偏置電流 (V{ITRIP} = 0V)	-	-	1	μA
(V_{IT, TH +})	(I_{TRIP}) 閾值電壓	0.37	0.46	0.55	V
(V_{IT, TH -})	(I_{TRIP}) 閾值電壓	-	0.4	-	V
(V_{IT, HYS})	(I_{TRIP}) 輸入遲滯	-	0.06	-	V
(R_{BR})	內(nèi)部自舉等效電阻值	-	200	-	Ω	(T_{J} = 25°C)
(V_{RCIN,TH})	(RCIN) 正向閾值	-	8	-	V
(R_{ON,FLT})	(FLT) 開漏電阻	-	50	100	Ω

（四）動態(tài)電氣特性

同樣在特定條件下（((V{CC} - COM) = (V{B} - V{S}) = 15V)，(T{A} = 25°C)，除非另有說明），模塊的動態(tài)電氣特性如下：	符號	描述	最小值	典型值	最大值	單位
(T_{ON})	輸入到輸出傳播導(dǎo)通延遲時間	-	0.7	1.5	μs	(I_{D} = 1mA)，(V^{+} = 50V) 見 Fig.2
(T_{OFF})	輸入到輸出傳播關(guān)斷延遲時間	-	0.7	1.5	μs
(T_{FIL,IN})	輸入濾波時間（(HIN)，(LIN)）	200	330	-	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 4V)
(T_{FIL,EN})	輸入濾波時間（(EN)）	100	200	-	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 4V)
(T_{BLT - ITRIP})	(I_{TRIP}) 消隱時間	100	330	-	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 4V)，(V_{I/Trip} = 5V)
(T_{FLT})	(Itrip) 到故障時間	-	600	1000	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 4V)
(T_{EN})	(EN) 下降到開關(guān)關(guān)斷時間	-	700	1000	ns	(V{IN} = 0) & (V{IN} = 4V)
(T_{ITRIP})	(I_{TRIP}) 到開關(guān)關(guān)斷傳播延遲	-	950	1300	ns	(I_{D} = 1A)，(V^{+} = 50V)，見 Fig. 3

（五）MOSFET 雪崩特性

符號	描述	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(E_{AS})	單脈沖雪崩能量	-	139	-	mJ	起始 (T{J} = 25°C)，(L = 3mH)，(V{DD} = 75V)，(I_{AS} = 10A)

（六）熱和機械特性

符號	描述	最小值	典型值	最大值	單位	條件
(R_{th(J - CT)})	結(jié)到外殼頂部的總熱阻	-	21	-	°C/W	一個器件
(R_{th(J - CB)})	結(jié)到外殼底部的總熱阻	-	2.9	-	°C/W	一個器件

四、引腳說明

IRSM836 - 084MA 模塊的引腳具有特定的功能，以下是部分引腳的說明：	引腳名稱	描述
(HIN3)	高端柵極驅(qū)動器 - 相位 3 的邏輯輸入
(LIN1)	低端柵極驅(qū)動器 - 相位 1 的邏輯輸入
(LIN2)	低端柵極驅(qū)動器 - 相位 2 的邏輯輸入
(LIN3)	低端柵極驅(qū)動器 - 相位 3 的邏輯輸入
(/FLT)	故障輸出引腳
(Itrip)	過流保護(hù)引腳
(EN)	使能引腳
(RCin)	復(fù)位編程引腳
(VSS)，(COM)	柵極驅(qū)動 IC 和低端柵極驅(qū)動返回的接地
(U)，(VS1)	輸出 1，高端浮動電源偏移電壓
(VR1)	相位 1 低端 FET 源極
(VR2)	相位 2 低端 FET 源極
(V)，(VS2)	輸出 2，高端浮動電源偏移電壓
(W)，(VS3)	輸出 3，高端浮動電源偏移電壓
(VR3)	相位 3 低端 FET 源極
(V^{+})	直流母線電壓正端
(VB1)	高端浮動電源電壓 1
(VB2)	高端浮動電源電壓 2
(VB3)	高端浮動電源電壓 3
(VCC)	15V 電源
(HIN1)	高端柵極驅(qū)動器 - 相位 1 的邏輯輸入
(HIN2)	高端柵極驅(qū)動器 - 相位 2 的邏輯輸入

需要注意的是，焊盤 37 和 38 可以從 PCB 版圖中省略，因此不需要焊接。所有同名引腳在內(nèi)部是連接在一起的，例如引腳 10、11、30 和 37 內(nèi)部相連。

五、故障報告和可編程故障清除定時器

IRSM836 - 084MA 提供了集成的故障報告輸出和可調(diào)的故障清除定時器。有兩種情況會導(dǎo)致模塊通過 (FLT) 引腳報告故障：一是 (V_{CC}) 的欠壓情況，二是 (ITRIP) 引腳識別到故障。

故障清除定時器可以在故障條件消失后的預(yù)設(shè)時間自動重新啟用模塊操作。當(dāng)故障發(fā)生時，故障診斷輸出（(FLT)）保持低電平，直到故障條件消除且故障清除定時器到期；一旦定時器到期，(FLT) 引腳的電壓將返回邏輯高電平。

故障清除定時器通過 (RCin) 引腳上的簡單電阻 - 電容（RC）網(wǎng)絡(luò)來定義。設(shè)計該網(wǎng)絡(luò)時，(C{RCIN}) 要足夠小，以確保在故障條件消失前電容能夠放電。為了獲得足夠長的故障清除時間，建議增大 (R{RCIN}) 并保持 (C{RCIN}) 較小。故障清除時間 (t{FLTCLR}) 可以通過以下公式計算： [t_{FLTCLR}=-

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一、產(chǎn)品概述

二、產(chǎn)品特性

（一）集成功能

（二）MOSFET 特性

（三）其他特性

三、電氣參數(shù)

（一）絕對最大額定值

（二）推薦工作條件

（三）靜態(tài)電氣特性

（四）動態(tài)電氣特性

（五）MOSFET 雪崩特性

（六）熱和機械特性

四、引腳說明

五、故障報告和可編程故障清除定時器

評論

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二、產(chǎn)品特性

（一）集成功能

（二）MOSFET 特性

（三）其他特性

三、電氣參數(shù)

（一）絕對最大額定值

（二）推薦工作條件

（三）靜態(tài)電氣特性

（四）動態(tài)電氣特性

（五）MOSFET 雪崩特性

（六）熱和機械特性

四、引腳說明

五、故障報告和可編程故障清除定時器

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三、電氣參數(shù)

四、引腳說明

五、故障報告和可編程故障清除定時器