IRAM136 - 1060B：家电电机驱动的高效解决方案

在电子工程师的日常工作中，为家电电机驱动寻找合适的解决方案是一项重要任务。今天要给大家介绍的 International Rectifier 的 IRAM136 - 1060B 集成功率混合 IC，就是一款非常出色的产品，特别适用于先进的家电电机驱动应用。

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一、产品概述

IRAM136 - 1060B 是一款 10A、600V 的集成功率混合 IC，专为先进的家电电机驱动应用而设计。它的典型应用包括节能洗衣机、风扇、空调和冰箱压缩机驱动器等。该模块采用隔离封装，提供了极其紧凑、高性能的交流电机驱动器，大大简化了设计。同时，它还具备多种内置保护功能，如过流保护、温度监测、直通防止和欠压锁定等，使其成为一个非常可靠的解决方案。此外，高效的沟槽 IGBT 技术、行业基准的三相 HVIC 驱动器（3.3V/5V 输入兼容）以及完全隔离的热增强封装，让这款产品具有很强的竞争力。其紧凑的单列直插式（SIP05）封装还能最大限度地减少 PCB 空间。

二、产品特性

2.1 内部电路特性

• 内部分流电阻和电流反馈：方便进行电流监测和控制，有助于实现更精确的电机驱动。
• 集成栅极驱动器和自举二极管：简化了外部电路设计，提高了系统的可靠性。
• 温度反馈：可以实时监测温度，确保系统在安全的温度范围内运行。
• 可编程过流保护引脚：工程师可以根据实际需求设置过流保护阈值，增强了系统的灵活性。

  2.2 电气特性

• 高效率沟槽 IGBT 技术：降低了功率损耗，提高了系统的效率。
• 所有通道的欠压锁定：防止在电压不足的情况下系统异常工作，保护设备安全。
• 所有通道匹配的传播延迟：保证了信号传输的一致性，提高了电机驱动的稳定性。
• 3.3V/5V 施密特触发输入逻辑：增强了抗干扰能力，使系统更加稳定可靠。
• 交叉导通防止逻辑：避免上下桥臂同时导通，减少短路风险。

  2.3 其他特性

• 电机功率范围 0.25 ~ 0.75kW / 85 ~ 253Vac：适用于多种功率需求的家电电机。
• 最小隔离 2000VRMs 且 CTI > 600：提供了良好的电气隔离性能，保障了使用安全。

三、绝对最大额定值

参数	描述	数值	单位
VCES / VRRM	IGBT/ FW 二极管阻断电压	600	V
V+	正母线输入电压	450	V
Io @ TC = 25°C	RMS 相电流（注 1）	10	A
Io @ TC = 100°C	RMS 相电流（注 1）	5	A
Ipk	最大峰值相电流（注 2）	13	A
Fp	最大 PWM 载波频率	20	kHz
Pd	每个 IGBT 在 TC = 25°C 时的最大功耗	25	W
VISO	隔离电压（1min）	2000	V RMS
TJ (IGBT & Diode & IC)	最大工作结温	+150	°C
TC	工作外壳温度范围	-20 至 +100	°C
TSTG	储存温度范围	-40 至 +125	°C
T	安装扭矩范围（M3 螺丝）	0.8 至 1.0	Nm

注 1：在 (V^{+}=400 ~V)、(T{J}=150^{circ} C)、(F{PWM}=16 kHz)、调制深度 = 0.8、PF = 0.6 的正弦调制条件下，详见图 3。 注 2：(t{p}<100 ~ms)，(T{C}=25°C)，(F_{PWM}=16 kHz)。

这些额定值为工程师在设计电路时提供了重要的参考，确保设备在安全的范围内运行。大家在实际应用中，一定要严格遵循这些额定值，否则可能会导致设备损坏甚至引发安全事故。

四、电气特性

4.1 逆变器部分电气特性

在 (T{J}=25^{circ} C) 时，逆变器部分有一系列重要的电气参数。例如，(V{(BR)CES})（击穿电压）为 600V，温度系数为 0.3V/°C；(V{CE(ON)})（集电极 - 发射极饱和电压）在 (I{C}=5A)、(T{J}=25^{circ}C) 时为 1.5V 至 1.7V，在 (T{J}=150^{circ}C) 时为 1.7V 等。这些参数反映了逆变器在不同条件下的性能，工程师可以根据具体需求进行选择和设计。

4.2 逆变器部分开关特性

同样在 (T{J}=25^{circ} C) 时，开关特性也很关键。如 (E{ON})（开通开关损耗）为 240 至 400μJ，(E_{OFF})（关断开关损耗）为 65 至 90μJ 等。这些开关损耗的大小直接影响到系统的效率和发热情况，在设计中需要重点考虑。

4.3 推荐工作条件

为了保证设备的正常运行，需要在推荐的工作条件下使用。例如，高侧浮动电源电压 (V{B1,2,3}) 为 (V{S}+12) 至 (V{S}+20)V，低侧和逻辑固定电源电压 (V{CC}) 为 12 至 20V 等。严格按照这些条件设计电路，可以提高系统的稳定性和可靠性。

4.4 静态和动态电气特性

静态电气特性包括输入阈值、欠压阈值、静态电流等参数；动态电气特性则涉及到输入输出传播延迟时间、输入滤波时间等。这些特性对于理解和设计电路的时序和性能非常重要。例如，输入到输出传播导通延迟时间 (T{ON}) 和关断延迟时间 (T{OFF}) 最大为 1.15μs，这影响到信号的响应速度和系统的整体性能。

五、热学和机械特性

5.1 热阻特性

每个 IGBT 的热阻 (R_{th(J - C)}) 典型值为 4.6°C/W，二极管的热阻典型值为 6.9°C/W。热阻的大小直接影响到设备的散热性能，在设计散热系统时需要充分考虑。

5.2 内部 NTC - 热敏电阻特性

在 (T{C}=25^{circ} C) 时，电阻 (R{25}) 为 97 至 103kΩ；在 (T{C}=125^{circ} C) 时，电阻 (R{125}) 为 2.25 至 2.80kΩ。通过热敏电阻可以实时监测温度，实现温度保护功能。

5.3 内部电流传感电阻 - 分流特性

在 (T{C}=25^{circ} C) 时，电阻 (R{shunt}) 为 32.9 至 33.7mΩ，温度系数为 0 至 200ppm/°C。这对于电流监测和控制非常重要。

六、引脚说明

IRAM136 - 1060B 共有 29 个引脚，每个引脚都有其特定的功能。例如，VB3 为高侧浮动电源电压 3，W,VS3 为输出 3 - 高侧浮动电源偏移电压等。了解这些引脚的功能对于正确连接电路至关重要。大家在焊接和布线时，一定要仔细核对引脚的定义，避免出现连接错误。

七、典型应用连接及注意事项

7.1 电容安装

电解总线电容器应尽可能靠近模块总线端子安装，以减少振铃和 EMI 问题。同时，强烈建议在模块引脚附近安装额外的高频陶瓷电容器。

7.2 去耦电容

为了在 (V{CC}-V{SS}) 和 (V{B1,2,3}-V{S1,2,3}) 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。此外，强烈推荐使用额外的高频电容器（通常为 0.1μF）。

7.3 自举电容器选择

自举电容器的值取决于开关频率和调制技术。其选择应基于 IR 设计提示 DN 98 - 2a、应用笔记 AN - 1044 或图 9 进行。自举电容器的值必须选择为限制与 (V_{CC}) 串联的内部电阻的功耗。

7.4 故障复位

大约 32ms 后，FAULT 会自动复位。默认的故障清除时间是当 RCIN 引脚开路时。在自动复位时间（(T_{FLT - CLR})）内，PWM 发生器必须禁用，以保证系统停机，并且在恢复操作之前必须清除过流条件。

7.5 电流保护编程

ISD 可以通过连接到 (V{ss}) 的外部电阻（(R{ext})）进行编程。默认电流水平是当 ISD 引脚开路时，通过将 ISD 连接到 (V_{ss}) 可以实现最大电流水平。

7.6 故障/使能引脚

故障/使能引脚（23）必须上拉至 +5V。

八、总结

IRAM136 - 1060B 集成功率混合 IC 为家电电机驱动提供了一个高效、可靠且紧凑的解决方案。它的多种特性和保护功能使得电子工程师在设计家电电机驱动电路时更加轻松和安全。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和条件，合理选择和使用该产品，同时严格遵循其各项参数和注意事项，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中如果遇到任何问题，欢迎在评论区留言交流。