CIPOS™ Mini IM535-U6D/IM535-U6DS：助力三相电机控制的理想之选

在电子工程师的日常工作中，三相电机控制是一个常见且重要的领域。而 CIPOS™ Mini IM535-U6D/IM535-U6DS 模块，凭借其独特的设计和卓越的性能，为三相电机控制带来了新的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

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产品概述

CIPOS™ IM535 产品家族为集成各种功率和控制组件提供了可能，能够提高可靠性，优化 PCB 尺寸和系统成本。它专为变速驱动器中的三相电机控制而设计，其封装概念特别适用于需要良好热传导和电气隔离，同时减少 EMI 和具备过载保护的功率应用。为了实现出色的电气性能，英飞凌的前沿 TRENCHSTOP™ IGBT 和反并联二极管与优化的 SOI 栅极驱动器相结合。

产品特点

封装优势

• 全隔离双列直插式模制模块：这种封装形式提供了良好的电气隔离性能，有效减少了电磁干扰，提高了系统的稳定性。
• 低热阻：得益于 DCB 基板，该模块具有非常低的热阻，能够快速散热，保证了产品在高功率运行时的可靠性。
• 环保设计：采用无铅端子电镀，符合 RoHS 标准，体现了环保理念。

逆变器特性

• 先进的 IGBT 技术：使用 TRENCHSTOP™ IGBT 用于逆变器，具备高效的功率转换能力。
• 稳定的栅极驱动技术：采用坚固的 SOI 栅极驱动技术，对瞬态和负电压具有稳定性，允许高达 -11 V 的负 (V{s}) 电位用于 (V{B S}=15 ~V) 时的信号传输。
• 集成功能：集成了自举功能、过流关机、内置 NTC 热敏电阻用于温度监测、欠压锁定等功能，提高了系统的安全性和可靠性。
• 电流监测与保护：低侧发射极引脚可用于相电流监测，同时具备交叉传导预防功能，在保护期间所有 6 个开关都会关闭。

潜在应用

该产品适用于家电和低功率电机驱动等领域，为这些应用提供了可靠的解决方案。

产品验证

根据 JEDEC47/20/22 的相关测试，该产品符合工业应用要求，这为工程师在工业项目中的使用提供了信心。

产品信息

基础部件编号	封装类型	标准包装形式	最小起订量	备注
IM535 - U6D	DIP 36x21D	14 个/管	280 个
IM535 - U6DS	DIP 36x21D	14 个/管	280 个	扩展间隔

详细参数

绝对最大额定值

模块部分	条件	值	单位
存储温度范围		-40 ~ 125	°C
工作外壳温度	参考图 7	-40 ~ 125	°C
工作结温		-40 ~ 150	°C
隔离测试电压	1 min, RMS, f = 60 Hz	2000	V

逆变器部分	条件	值	单位
最大阻断电压	(I_{C} = 250 µA)	600	V
P - N 的直流母线电源电压	施加在 P - N 之间	450	V
P - N 的直流母线电源电压（浪涌）	施加在 P - N 之间	500	V
连续集电极电流	(T{C} = 25°C, T{J} < 150°C)	± 30	A
	(T{C} = 80°C, T{J} < 150°C)	± 22	A
最大峰值集电极电流	(T{C} = 25°C, T{J} < 150°C) 小于 1 ms	± 60	A
每个 IGBT 的功率耗散		83.3	W
短路耐受时间 1	(V{DC} ≤ 400V, T{J} = 150°C)	5	µs

控制部分	条件	值	单位
高侧偏移电压		600	V
自举二极管的重复峰值反向电压		600	V
模块电源电压		-1 ~ 20	V
高侧浮动电源电压（(V{B}) 参考 (V{S})）		-1 ~ 20	V
输入电压（LIN, HIN, ITRIP）		-1 ~ (V_{DD} + 0.3)	V

热特性

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
单个 IGBT 结到外壳的热阻	低侧 U 相（参考图 7 中的 (T_{C}) 测量点）			1.49	K/W
单个二极管结到外壳的热阻	低侧 U 相			2.18	K/W

推荐操作条件

描述	最小值	典型值	最大值	单位
P - N 的直流母线电源电压	0	300	450	V
低侧电源电压	13	15	17.5	V
高侧浮动电源电压（(V{B}) 与 (V{S}) 之间）	13	-	17.5	V
逻辑输入电压 LIN, HIN, ITRIP	0	-	5	V
逆变器 PWM 载波频率	-	-	20	kHz
HIN 和 LIN 之间的外部死区时间	2	-	-	µs
(V_{SS}) – N 之间的电压（包括浪涌）	-5	-	5	V
最小输入脉冲宽度	1	-	-	µs
控制电源变化	-1	-	1	V/µs

静态参数

逆变器部分

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
集电极 - 发射极电压	(I{C} = 30 A, T{J} = 25°C)	-	1.8	2.1	V
	(I{C} = 30 A, T{J} = 150°C)	-	2.05	-	V
集电极 - 发射极泄漏电流	(V_{CE} = 600 V)	-	-	1	mA
二极管正向电压	(I{F} = 30 A, T{J} = 25°C)	-	1.95	2.35	V
	(I{F} = 30 A, T{J} = 150°C)	-	1.9	-	V

控制部分

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
逻辑“1”输入电压（LIN, HIN）		1.7	2.0	2.3	V
逻辑“0”输入电压（LIN, HIN）		0.7	0.9	1.1	V
ITRIP 正向阈值		475	525	570	mV
ITRIP 输入滞后		45	70	-	mV
(V{DD}) 和 (V{BS}) 电源欠压正向阈值		11.5	12.4	13.1	V
		10.6	11.5	12.2	V
(V{DD}) 和 (V{BS}) 电源欠压负向阈值		10.6	11.5	12.3	V
		9.7	10.7	11.7	V
(V{DD}) 和 (V{BS}) 电源欠压锁定滞后		0.5	0.9	-	V
静态 (V{Bx}) 电源电流（仅 (V{Bx})）	(H_{IN} = 0 V)	-	-	300	µA
静态 (V{DD}) 电源电流（仅 (V{DD})）	(L{IN} = 0 V, H{INX} = 5 V)	-	-	1.1	mA
LIN, HIN 的输入偏置电流	(V_{IN} = 5 V)	-	1.1	1.7	mA
ITRIP 的输入偏置电流	(V_{ITRIP} = 5 V)	-	68	185	µA
(V_{FO}) 的输入偏置电流	(V{FO} = 5 V, V{ITRIP} = 0 V)	-	60	-	µA
(V_{FO}) 输出电压	(I{FO} = 10 mA, V{ITRIP} = 1 V)	-	0.35	-	V
自举二极管正向电压	(I_{F} = 0.3 mA)	-	1.0	-	V
自举二极管电阻	在 (V{F1} = 4 V) 和 (V{F2} = 5 V) 之间	-	37	-	Ω

动态参数

逆变器部分

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
导通传播延迟时间	(I{c} = 30 A, V{DC}=300V)		725		ns
导通上升时间		85			ns
导通开关时间		295			ns
关断开关时间	(V{LIN}, H{IN}=0V, I_{c} = 30 A)		900		ns
			25		ns
短路传播延迟时间	从 (V{IT,TH}) 到 10% (I{sc})		1550		ns
IGBT 导通能量（包括）	(T_{J}=25°C)		1430		mJ
	(T{J}=25°C) (T{J}=150°C)		730		mJ
			245		mJ

控制部分

描述	最小值	典型值	最大值	单位
LIN, HIN 开启和关闭的输入滤波时间		290		ns
ITRIP 故障后的故障清除时间				µs
ITRIP 到故障传播延迟	(V{LIN}, H{IN} = 0) 或 (V{LIN}, H{IN} = 5V, V_{ITRIP}=1V)		680		ns
所有通道的关断时间		20		ns

热敏电阻

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
电阻	(T_{NTC} = 25°C)		85		kΩ
NTC（负温度系数）热敏电阻的 B 常数	(B(25/100))		4092		K

机械特性和额定值

描述	条件	最小值	典型值	最大值	单位
相对漏电起痕指数（CTI）		600	-	-	V
安装扭矩	M3 螺丝和垫圈	0.49		0.78	Nm
背面曲率	参考图 8	-50	-	100	µm
重量		-	6.58	-	g

应用指南

典型应用原理图

在设计应用电路时，需要注意以下几点：

• 输入电路：使用 RC 滤波器（100 Ω, 1 nF）减少输入信号噪声，电容器应靠近 IPM（特别是 (V_{ss}) 端子）。
• ITRIP 电路：为防止保护功能误操作，建议使用 RC 滤波器，电容器应靠近 ITRIP 和 (V_{ss}) 端子。
• (V_{FO}) 电路：(V_{FO}) 引脚为开漏配置，应通过适当的电阻上拉至 5 V/3.3 V 的偏置电压，建议在靠近控制器处放置 RC 滤波器。
• (V{B}-V{S}) 电路：高侧浮动电源电压的电容器应靠近 (V{B}) 和 (V{S}) 端子。
• 缓冲电容器：IPM、缓冲电容器和分流电阻之间的布线应尽可能短。
• 分流电阻：强烈建议使用 SMD 型分流电阻，以最小化其内部杂散电感。
• 接地模式：应最小化功率接地和信号接地的模式重叠，仅在分流电阻的一端连接模式以实现相同电位。

性能图表

最大工作电流 SOA 图为产品的使用提供了参考，但实际使用中会根据用户的实际操作条件而有所变化。

总结

CIPOS™ Mini IM535-U6D/IM535-U6DS 模块以其丰富的功能、优秀的性能和合理的设计，为三相电机控制提供了一个可靠的解决方案。电子工程师在设计相关系统时，可以充分考虑该产品的特点和参数，结合实际应用需求，实现高效、稳定的电机控制。大家在使用过程中，是否遇到过类似产品的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。