ROHM BM63363S-VA/-VC：电机控制逆变器IPM的卓越之选

在电机控制领域，IGBT智能功率模块（IPM）扮演着至关重要的角色。ROHM的BM63363S-VA和BM63363S-VC就是这样两款专为低速开关驱动设计的600V IPM，下面就带大家深入了解一下。

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产品概述

BM63363S-VA/-VC由栅极驱动器、自举二极管、IGBT和续流二极管组成。它采用了为低速开关驱动（最高6kHz）优化的低饱和电压IGBT，适用于压缩机等应用。如果是高速开关驱动需求，建议选择高速开关系列产品。

产品特性

三相DC/AC逆变器

具备三相DC/AC逆变功能，额定电压600V，额定电流10A，能够满足大多数常见电机的驱动需求。

低侧IGBT开放发射极

方便用户进行电路设计和连接，提高电路的灵活性。

内置自举二极管

自举二极管的内置使得高侧IGBT栅极驱动器（HVIC）无需外部自举二极管和电阻即可驱动高侧IGBT，简化了电路设计。

高侧IGBT栅极驱动器（HVIC）

采用SOI（绝缘体上硅）工艺，具有驱动电路、高压电平转换、自举二极管电流限制和控制电源欠压锁定（UVLO）等功能，保证了高侧IGBT的稳定驱动。

低侧IGBT栅极驱动器（LVIC）

具备驱动电路、短路电流保护（SCP）、控制电源欠压锁定（UVLO）和热关断（TSD）功能，当这些保护电路工作时，会输出故障信号（FO），有效保护模块安全。

故障信号（LVIC）

对应SCP（低侧IGBT）、TSD、UVLO故障，方便用户及时了解模块的工作状态。

输入接口

支持3.3V和5V线路，兼容性强。

UL认证

获得UL认证（文件编号E468261），产品质量有保障。

应用领域

适用于AC100 - 240Vrms（直流电压小于400V）类电机的低速开关驱动，如空调、洗衣机、冰箱等压缩机电机的驱动。

关键规格参数

电气参数

• IGBT集电极 - 发射极电压（VCESAT）：典型值1.5V。
• 续流二极管正向电压（VF）：典型值1.5V。
• 续流二极管反向恢复时间（trr）：典型值100ns。

  温度参数

• 模块外壳温度（TC）：-25°C至 +100°C。
• 结温（Tjmax）：150°C。

  封装尺寸

  采用HSDIP25和HSDIP25VC封装，尺寸为38.0mm x 24.0mm x 3.5mm。

引脚配置与说明

详细的引脚配置和功能说明如下表所示：	Pin No.	Pin Name	Function
1	NC	No connection(GND potential)
2	VBU	U phase floating control supply
3	VBV	V phase floating control supply
4	VBW	W phase floating control supply
5	HINU	U phase high side IGBT control
6	HINV	V phase high side IGBT control
7	HINW	W phase high side IGBT control
8	HVCC	Control supply for HVIC
9	GND	Ground (Note 1)
10	LINU	U phase low side IGBT control
11	LINV	V phase low side IGBT control
12	LINW	W phase low side IGBT control
13	LVCC	Control supply for LVIC
14	FO	Alarm output
15	GND	CIN trip voltage Ground (Note 1)
16	CIN	Detecting of short circuit current
17	NC	No connection (Note 2)
18	NW	W phase low side IGBT emitter
19	NV	V phase low side IGBT emitter
20	NU	U phase low side IGBT emitter
21	W	W phase output
22	V	V phase output
23	U	U phase output
24	P	Inverter supply
25	NC	No connection (Note 2)

注意事项：

• 两个GND引脚（9和16引脚）在IPM内部相连，建议将16引脚连接到外部15V电源地，另一个引脚悬空。
• NC引脚（17和25引脚）在内部不与任何其他电位电气连接。

绝对最大额定值

逆变器部分

• 电源电压（VP）：450V（P - NU、NV、NW之间施加）。
• 电源电压（浪涌）（VP(surge)）：500V（P - NU、NV、NW之间施加）。
• 集电极 - 发射极电压（VCES）：600V。
• 集电极电流（DC）（IC）：±10A（TC = 25°C）。
• 集电极电流（峰值）（ICP）：±30A（TC = 25°C，小于1ms）。
• 集电极功耗（PC）：33W（TC = 25°C，每1个芯片）。
• 结温（Tjmax）：150°C。

控制部分

• 控制电源（VCC）：20V（HVCC - GND、LVCC - GND之间施加）。
• 浮动控制电源（VBS）：20V（VBU - U、VBV - V、VBW - W之间施加）。
• 控制输入电压（VIN）：-0.5V至VCC + 0.5V（HINX、LINX - GND之间施加，X = U、V、W）。
• 故障输出电源电压（VFO）：-0.5V至VCC + 0.5V（FO - GND之间施加）。
• 故障输出电流（IFO）：1mA（FO引脚灌电流）。
• 电流检测输入电压（VCIN）：-0.5V至 +7.0V（CIN - GND之间施加）。

自举二极管部分

• 反向电压（VRB）：600V。
• 结温（TjmaxD）：150°C。

系统整体

• 自保护电源电压（SCP能力）（VP(PROT)）：400V（VCC = 13.5 - 16.5V，逆变器部分Tj = 125°C，非重复，小于2µs）。
• 模块外壳温度（TC）：-25°C至 +100°C。
• 存储温度（Tstg）：-40°C至 +125°C。
• 隔离电压（Viso）：1500Vrms（正弦波，60Hz，所有引脚与散热板之间施加1分钟）。

热阻

• IGBT结到外壳热阻（Rth(j - c)_IGBT）：3.7°C/W（逆变器IGBT，1/6模块）。
• 续流二极管结到外壳热阻（Rth(j - c)_FWD）：4.5°C/W（逆变器续流二极管，1/6模块）。

注意：在使用时，要避免超过绝对最大额定值，否则可能会损坏IPM，可考虑添加保险丝等电路保护措施。

推荐工作条件

电源电压

VP：0 - 400V（P - NU、NV、NW之间施加），典型值300V。

控制电源

VCC：13.5 - 16.5V（HVCC - GND、LVCC - GND之间施加），典型值15.0V。

浮动控制电源

VBS：13.0 - 18.5V（VBU - U、VBV - V、VBW - W之间施加），典型值15.0V。

控制电源变化率

⊿VCC、⊿VBS：-1至 +1V/µs。

控制输入电压

VIN：0 - 5.5V。

电流检测输入电压

VCIN：0 - 5.5V。

防止桥臂短路的消隐时间

tdead：1.5µs（每个输入信号）。

PWM输入频率

fPWM：最高6kHz（TC ≤ 100°C，Tj ≤ 125°C）。

高侧IGBT最小输入脉冲宽度

PWONH、PWOFFH：0.8µs。

低侧IGBT最小输入脉冲宽度

PWONL：2.5µs，PWOFFL：0.8µs。

GND - NU、NV、NW之间电压变化

VN：-5至 +5V（包括浪涌电压）。

结温

Tj：-25°C至 +125°C。

电气特性

逆变器部分

Item	Symbol	Min	Typ	Max	Unit	Conditions
集电极 - 发射极饱和电压	VCESAT	-	1.50	1.90	V	IC = 10A
	-	0.85	1.15	V	IC = 1A
集电极 - 发射极截止电流	ICES	-	-	100	µA	VCE = VCES
续流二极管正向电压	VF	-	1.50	2.00	V	IF = 10A
续流二极管反向恢复时间	trr	-	100	-	ns	电感负载，IC = 10A
高侧IGBT导通延迟时间	tonH	0.50	0.85	1.40	µs	电感负载，IC = 10A
高侧IGBT导通开关时间	tc(on)H	-	0.15	-	µs	电感负载，IC = 10A
高侧IGBT关断延迟时间	toffH	-	1.60	2.30	µs	电感负载，IC = 10A
高侧IGBT关断开关时间	tc(off)H	-	0.45	-	µs	电感负载，IC = 10A
低侧IGBT导通延迟时间	tonL	0.80	1.60	2.50	µs	电感负载，IC = 10A
低侧IGBT导通开关时间	tc(on)L	-	0.20	-	µs	电感负载，IC = 10A
低侧IGBT关断延迟时间	toffL	-	1.00	1.50	µs	电感负载，IC = 10A
低侧IGBT关断开关时间	tc(off)L	-	0.45	-	µs	电感负载，IC = 10A

控制部分

Item	Symbol	Min	Typ	Max	Unit	Conditions
VCC电路电流1	ICC1	-	0.70	1.60	mA	VIN = 0V
VCC电路电流2	ICC2	-	0.90	2.00	mA	VIN = 5V
VBS电路电流1	IBS1	-	0.15	0.35	mA	VIN = 0V
VBS电路电流2	IBS2	-	0.15	0.35	mA	VIN = 5V
控制输入（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）
H电平输入电流	IINH	0.7	1.0	1.5	mA	VIN = 5V
L电平输入电流	IINL	-10	-	-	µA	VIN = 0V
H电平输入阈值电压	VINH	-	-	2.6	V
L电平输入阈值电压	VINL	0.8	-	-	V
输入滞回电压	VHYS	-	0.25	-	V
短路电流保护
CIN输入偏置电流	ICIN	-2	-	-	µA	CIN = 0V
跳闸电压	VSC	0.43	0.48	0.53	V
欠压锁定
VCC跳闸电压	VCCUVT	10.5	11.5	12.5	V
VCC释放电压	VCCUVR	11	12	13	V
VBS跳闸电压	VBSUVT	10	11	12	V
VBS释放电压	VBSUVR	10.5	11.5	12.5	V
热关断
跳闸温度	TSDT	100	130	-	°C	监测LVIC温度
滞回温度	TSDHYS	-	20	-	°C	监测LVIC温度
故障输出（FO）
输出低电压	VFO	-	-	0.95	V	IFO = 1mA
泄漏电流	IFOLEAK	-	-	10	µA	VFO = 5V
输出脉冲宽度	tFO	20	-	-	µs

自举二极管部分

Item	Symbol	Min	Typ	Max	Unit	Conditions
正向电压	VFB1	0.3	0.6	0.9	V	IFB = 1mA，HVCC - VBX（X = U、V、W）之间电压降
	VFB2	1.1	2.0	2.9	V	IFB = 100mA，HVCC - VBX（X = U、V、W）之间电压降
反向电流	IRB	-	-	10	µA	VRB = 600V
反向恢复时间	trrB	-	80	-	ns	IFB = 0.1A

机械特性与额定值

安装扭矩

0.59 - 0.78N·m，推荐0.69N·m（安装螺丝M3）。

引脚拉力

10s（EIAJ - ED - 4701/400标准，控制引脚负载4.9N，功率引脚负载9.8N）。

引脚弯曲强度

2次（EIAJ - ED - 4701/400标准，控制引脚负载2.45N，功率引脚负载4.9N，90°弯曲）。

重量

约10g。

散热片平整度

0 - +200µm。

典型性能曲线

文档中给出了自举二极管的IF - VF特性曲线、FO引脚的VFO - IFO特性曲线等典型性能曲线，这些曲线可以帮助工程师更好地了解模块的性能。

时序图

短路电流保护（SCP）

当SCP触发时，建议将RC时间常数设置为1.0 - 2.0µs，使IGBT在2.0µs内关断。SCP仅对低侧IGBT起作用，出现SCP跳闸和FO输出时，应尽快停止控制IPM。

控制电源（LVCC）欠压锁定（UVLO）

当LVCC电压低于UVLO跳闸电平（VCCUVT）时，所有低侧