IRAM109 - 015SD：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，我们来深入了解一下国际整流器公司（International Rectifier）推出的IRAM109 - 015SD集成功率混合IC，它在低功率家电电机控制应用中表现出色。

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一、产品概述

IRAM109 - 015SD是一款专为低功率家电电机控制应用开发的多芯片混合IC，适用于风扇、水泵、冰箱压缩机等设备。它采用紧凑的单列直插式（SIP - S）封装，能够有效减少PCB空间占用。

这款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。内部的分流电阻不仅节省了电路板空间，还能提供清晰的电流反馈。高效的高压MOSFET、行业基准半桥HVIC驱动器（3.3V/5V输入兼容）以及热增强型封装的组合，让它在市场上具有很强的竞争力。此外，高端驱动器的自举电源可以通过内部自举二极管生成，无需隔离电源，从而减少了系统的元件数量、电路板空间和成本。

二、产品特性

2.1 功率范围

电机功率范围为60 - 250W，适用于85 - 253Vac的电源输入。

2.2 集成功能

集成了栅极驱动器和自举二极管，简化了电路设计。

2.3 保护功能

• 关断输入可同时关闭两个通道，增强了系统的安全性。
• 所有开关都具备欠压锁定功能，防止在低电压下异常工作。
• 匹配的传播延迟，确保信号传输的准确性。
• 施密特触发输入逻辑，提高了抗干扰能力。
• 交叉导通防止逻辑，避免上下桥臂同时导通。
• 低di/dt开关特性，具有更好的抗噪声能力。

2.4 其他特性

• 内部电流分流器，方便进行电流监测。
• 内部热敏电阻用于温度反馈，可实时监测芯片温度。

三、绝对最大额定值

参数	详情
MOSFET阻断电压（VDSS）	500V
正直流母线输入电压（Vbus）	400V
25°C时的RMS相电流（Io）	2.0A
100°C时的RMS相电流（Io）	1.0A（特定条件下）
25°C时的最大峰值相电流（Ipk）	5.0A（tp < 100µs）
每个FET在25°C时的最大功耗（Pd）	18W
最大工作结温（TJ）	+150°C
工作外壳温度范围（TC）	-20°C到+100°C
存储温度范围（TSTG）	-40°C到+125°C
安装扭矩范围（M3螺丝）	0.6Nm

四、电气特性

4.1 静态电气特性

在25°C且V_BIAS（V_DD，V_{BS 1,2,3}） = 15V的条件下：

• V_DD和V_BS电源欠压正向阈值（V_DDUV+，V_BSUV+）：8 - 9.8V
• V_DD和V_BS电源欠压负向阈值（V_DDUV-，V_BSUV-）：7.4 - 9V
• 静态V_BS电源电流（I_QBS）：20 - 130µA
• 静态V_DD电源电流（I_QDD）：0.4 - 1.6mA
• 偏移电源泄漏电流（I_LK）：最大50µA

4.2 动态电气特性

在25°C条件下：

• 输入到输出导通传播延迟时间（T_ON）：典型值2.4µs
• 输入到输出关断传播延迟时间（T_OFF）：典型值570ns（I_D = 1.5A，V = 360V）

4.3 内部电流传感电阻特性

• 电阻（R_shunt）：218 - 222mΩ（T_C = 25°C）
• 温度系数（T_Coeff）：0 - 200ppm/°C
• 温度范围（T_Range）：0 - 125°C

五、热和机械特性

5.1 热阻

每个FET的热阻（R_{th(J - C)}）：典型值5.1°C/W，最大值6.9°C/W（扁平绝缘材料）

5.2 内部NTC热敏电阻特性

• 25°C时的电阻（R₂₅）：97 - 103kΩ
• 125°C时的电阻（R₁₂₅）：2.25 - 2.80kΩ
• B常数（25 - 50°C）：4165 - 4335k
• 温度范围：-40 - 125°C
• 典型耗散常数：1.0mW/°C（T_C = 25°C）

六、输入 - 输出逻辑电平表

SD	IN1,2	VS1,2
1	1	V+
1	0	0
0	x	Off

七、典型应用连接建议

7.1 电容安装

• 电解母线电容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，可进一步提高性能。
• 为了在VCC - VSS和PO1,2 - VB1,2端子之间提供良好的去耦，连接在这些端子之间的电容应靠近模块引脚。强烈建议使用额外的0.1µF高频电容。

7.2 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、应用笔记AN - 1044或图12进行选择。必须选择合适的自举电容值，以限制与VCC串联的内部电阻的功耗。

7.3 模块外壳处理

模块的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绝缘材料，以避免触电。

八、模块引脚说明

引脚名称	描述
IN1	逻辑输入栅极驱动器 - 相位1
IN2	逻辑输入栅极驱动器 - 相位2
VTH	温度反馈
SD	关断功能
VDD	+15V主电源
VSS	负主电源
ISENSE	电流反馈
V -	负母线输入电压
NA	无
VS2	输出2 - 高端浮动电源偏移电压
VB2	高端浮动电源电压2
VS1	输出1 - 高端浮动电源偏移电压
VB1	高端浮动电源电压1
V +	正母线输入电压

总之，IRAM109 - 015SD集成功率混合IC凭借其丰富的功能、可靠的性能和紧凑的封装，为家电电机驱动应用提供了一个优秀的解决方案。电子工程师在设计相关电路时，可以充分考虑其特性和优势，以实现高效、稳定的电机控制。大家在实际应用中有没有遇到过类似IC的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。