IRAM336 - 025SB：适用于家电电机驱动的集成功率混合IC

在电子工程师的日常设计工作中，为家电电机驱动选择合适的IC是一项关键任务。今天，我们就来深入了解一下国际整流器公司（International Rectifier）推出的IRAM336 - 025SB，这是一款专为低功率家电电机控制应用而开发的多芯片混合IC。

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一、产品概述

IRAM336 - 025SB主要用于风扇、水泵和冰箱压缩机等低功率家电电机控制应用。它采用紧凑的单列直插式（SIP - S）封装，能有效减少PCB占用空间。该IC具备多种内置保护功能，如温度反馈、直通防止、欠压锁定和关断输入等，使其成为一个非常可靠的解决方案。同时，高效的高压MOSFET、行业基准的三相HVIC驱动器（3.3V/5V输入兼容）以及热增强封装的组合，让它在市场上具有很强的竞争力。此外，其高端驱动器的自举电源可通过内部自举二极管生成，无需隔离电源，这一特性减少了系统的元件数量、电路板空间和成本。

二、产品特性

1. 功率与电压范围：电机功率最高可达250W，适用于85 ~ 253Vac的电压范围。
2. 集成功能：集成了栅极驱动器和自举二极管。
3. 保护功能：具备过流关断功能，所有开关都有欠压锁定保护。
4. 性能一致性：所有通道的传播延迟匹配，采用施密特触发输入逻辑和交叉导通防止逻辑。
5. 抗干扰能力：较低的di/dt栅极驱动器，具有更好的抗噪能力。

三、绝对最大额定值

绝对最大额定值表示超过该极限可能会对设备造成损坏的持续限制。以下是一些关键参数：	参数	数值
VDSS（MOSFET阻断电压）	500V
Vbus（正直流母线输入电压）	400V
Io @ TC = 25°C（RMS相电流）	2.0A
Io @ TC = 100°C（RMS相电流，注1）	1.0A
Ipk @ TC = 25°C（最大峰值电流，tp < 100µs）	6.0A
Pd（每个FET的最大功耗 @ TC = 25°C）	15W
TJ（MOSFET & IC的最大工作结温）	+ 150°C
TC（工作外壳温度范围）	-20至 + 100°C
TSTG（存储温度范围）	-40至 + 125°C
T（安装扭矩，M3螺丝）	0.6Nm

注1：在特定条件下（正弦调制，(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)（除非另有说明）的条件下，部分MOSFET特性参数如下：	参数	典型值	最大值	单位	条件
V(BR)DSS（漏源击穿电压）	-	-	V	(V{IN}=5V)，(I{D}=250mu A)
IDSS（漏源泄漏电流）	5	100	(mu A)	(V_{IN}=5V)，(V^{+}=500V)
RDS(ON)（漏源导通电阻）	2.2	2.7	(Omega)	(I{D}=1.0A)，(V{DD}=15V)
(V_{FM})（二极管正向压降）	0.87	1.0	-	-
-	0.76	-	-	(I{F}=1.0A)，(T{J}=150^{circ}C)

五、推荐工作条件

为确保设备正常运行，应在推荐条件下使用。所有电压均相对于(Vss)为绝对电压。	参数	最小值	典型值	最大值	单位
V +（正母线输入电压）	-	-	360	V
V B1,2,3（高端浮动电源电压）	V S + 10	V S + 15	V S + 20	-
V DD（低端和逻辑固定电源电压）	10	15	20	V
V ITRIP（I TRIP输入电压）	V SS	-	V SS + 5	V
V IN, V F/EN, V ITRIP（逻辑输入电压）	V SS	-	V SS + 5	V
F p（最大PWM载波频率）	-	-	20	KHz

注2：逻辑在(V{s})从COM - 5V到(V{SS}+500V)范围内有效。逻辑状态在(V{s})从(V{SS}-5V)到(V{SS}-V{BS})范围内保持（更多细节请参考DT97 - 3）。

六、静态和动态电气特性

静态电气特性

在(T{j}=25^{circ}C)（除非另有说明），(V{BIAS }(V{DD}, V{BS 1,2,3}) = 15V)的条件下，部分静态电气特性参数如下：	参数	最小值	典型值	最大值	单位
使能正向阈值	-	-	2.5	V
(V_{EN,th -})（使能负向阈值）	0.8	-	-	-
(V{DDUV +}, V{BSUV +})（(V{DD})和(V{BS})电源欠压正向阈值）	8	8.9	9.8	V
(V{DDUV -}, V{BSUV -})（(V{DD})和(V{BS})电源欠压负向阈值）	-	8.2	9	V
静态(V_{BS})电源电流	-	-	120	(mu A)
-	1	3	4	mA
偏移电源泄漏电流	-	-	50	(mu A)

动态电气特性

在(T_{j}=25^{circ}C)（除非另有说明）的条件下：	参数	典型值	单位	条件
T ON（输入到输出传播导通延迟时间）	750	ns	-
T OFF（输入到输出传播关断延迟时间）	920	ns	(I_{D}=1.5A)，(V = 360V)

七、热和机械特性

参数	典型值	最大值	单位	条件
R th(J - C)（每个FET的热阻）	5.8	8.0	(^{circ}C/W)	平坦，绝缘材料

八、内部NTC - 热敏电阻特性

参数	典型值	最大值	单位	条件
R25（电阻）	100	103	k(Omega)	(T_{C}=25^{circ}C)
R125（电阻）	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)]})
温度范围	-	125	(^{circ}C)	-
-	-	-	1	mW/ (^{circ}C)	(T_{C}=25^{circ}C)

九、输入 - 输出逻辑电平表

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、典型应用电路建议

1. 电容安装：电解母线电容器应尽可能靠近模块母线端子安装，以减少振铃和EMI问题。在模块引脚附近安装额外的高频陶瓷电容器将进一步提高性能。
2. 去耦电容：为了在VCC - VSS和Vb - Vs端子之间提供良好的去耦，连接在这些端子之间的电容器应非常靠近模块引脚。强烈建议使用额外的高频电容器（通常为0.1µF）。
3. 自举电容选择：自举电容的值取决于开关频率。应根据IR设计提示DN 98 - 2a或应用笔记AN - 1044或图12进行选择。
4. 故障复位：大约8ms后，FAULT会自动复位。PWM发生器必须在自动复位时间（TFLT - CLR）内禁用，以确保系统关断，在恢复操作之前必须清除过流条件。
5. 隔离措施：模块外壳连接到负直流母线，且不隔离。建议在外壳和散热器之间提供隔离材料，以避免触电。

十一、模块引脚说明

引脚	名称	描述
1	TH	温度反馈
2	V -	负母线输入电压
3	V +	正母线输入电压
4	W,V S3	输出3 - 高端浮动电源偏移电压
5	V B3	高端浮动电源电压3
6	V,V S2	输出2 - 高端浮动电源偏移电压
7	V B2	高端浮动电源电压2
8	U,V S1	输出1 - 高端浮动电源偏移电压
9	V B1	高端浮动电源电压1
10	I TRIP	电流反馈与关断功能
11	H IN1	逻辑输入高端栅极驱动器 - 相位1
12	H IN2	逻辑输入高端栅极驱动器 - 相位2
13	H IN3	逻辑输入高端栅极驱动器 - 相位3
14	L IN1	逻辑输入低端栅极驱动器 - 相位1
15	L IN2	逻辑输入低端栅极驱动器 - 相位2
16	L IN3	逻辑输入低端栅极驱动器 - 相位3
17	FAULT/EN	故障指示与使能功能
18	V DD	+ 15V主电源
19	V SS	负主电源

十二、集成自举功能

IRAM336 - 025SB内部的驱动IC嵌入了集成自举FET，可在广泛的应用中提供替代的自举电源驱动方式。每个通道都有一个自举FET，它连接在每个浮动电源（VB1、VB2、VB3）和Vcc之间。自举FET的状态跟随相应的低端输出级状态（即当LO为高时，bootFet导通；当LO为低时，bootFet关断），除非(V{B})电压高于约1.1(Vcc)，在这种情况下，自举FET保持关断，直到(V{s})电压降至该阈值以下。

自举FET适用于大多数PWM调制方案，可以与外部自举网络（二极管 + 电阻）并联使用，也可以替代它。但在非互补PWM方案（通常为6步调制）和非常高的PWM占空比情况下，由于自举FET的等效电阻（(R_{BS})），使用集成自举替代外部自举网络可能会有一些限制。在这些情况下，使用外部自举网络可以获得更好的性能。

综上所述，IRAM336 - 025SB在低功率家电电机驱动应用中具有诸多优势，但在实际设计中，工程师们还需要根据具体的应用场景和需求，综合考虑各项参数和特性，以充分发挥该IC的性能。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。