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集成式智能功率模塊解決電機控制難題

2017-12-11   

中國電源產業網

導語:電機是多數電器設備的核心組件,也是最消耗電能的裝置,如果能夠有效率地控制電機的運作,將對能源的利用有極大的幫助,符合世界節能減排的趨勢。通過智能功率模塊的協助,將能夠有效提升電機的運作效率,讓我們來進一步了解智能功率模塊的特性。

電機是多數電器設備的核心組件,也是最消耗電能的裝置,如果能夠有效率地控制電機的運作,將對能源的利用有極大的幫助,符合世界節能減排的趨勢。通過智能功率模塊的協助,將能夠有效提升電機的運作效率,讓我們來進一步了解智能功率模塊的特性。

提高電機控制應用的效率和可靠性

由于對高能效、環境責任和滿足政府法規的需求不斷增加,對高效電子系統的需求也越來越嚴苛。由于電機消耗的電能占比最大(占全球總能耗的40% ~ 50%),同時具備高效和可靠性能的電機控制解決方案將非常重要。

當前電機控制架構的主要設計考慮和難點很多,其中包括必須考慮電機的運作效率、可靠性,并降低噪聲與熱性能,還要考慮如何縮減電路板空間及易于設計整個系統。

飛兆半導體于2016年并入安森美半導體,使得安森美半導體的智能功率模塊產品線更為完整。在功率半導體技術方面有多年專業經驗的飛兆半導體,推出了Motion SPM?智能功率模塊,綜合了其在功率半導體技術方面的多年專長、先進的封裝技術和應用知識,開發出適用于電機控制和工業變頻器應用的解決方案。通過將電機驅動和保護電路集成到單個封裝中,SPM模塊簡化并加快了系統設計,有助于優化效率。SPM模塊提供全功能、高性能三相逆變輸出級和優化的柵極驅動技術,最大程度地減少了電磁干擾(EMI)和損耗,并提供模塊內保護功能。

Motion SPM?智能功率模塊內置的高壓集成電路(HVIC)可將得到的邏輯電平柵極輸入,轉換為驅動模塊的內部MOSFET或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)所需的高電壓、高電流驅動信號。三個獨立的源極/發射極開路引腳可用于各相位,以支持最廣泛的控制算法。

Motion SPM?產品組合電壓范圍包括40 V至1200 V,功率支持20 W至7.5 kW,提供設計可縮放性,能夠進一步縮短上市時間,各種各樣的封裝選項可以幫助設計人員縮小外形尺寸。集成式SPM模塊覆蓋各種電機驅動應用,從小型風扇電機、泵、電動工具和家用電器到高功率空調設備和工業驅動。SPM模塊還支持設計工具、參考設計和評估板,能夠簡化和縮短設計周期。

Motion SPM?產品組合中的SPM 3功率模塊系列,支持600 V和1200 V,適用于功率高達3 kW的廣泛功率應用,獨立的發射極開路引腳適用于各相位,可支持最廣泛的控制算法。SPM 3模塊支持具有非常低熱阻的封裝,包括Al2O3 DBC、陶瓷基板和FULLPAK可供客戶選用。

SPM 3功率模塊已經通過UL第E209204(UL1557)認證,具有低功耗的NPT Trench IGBT(耐壓1200V的器件 )和FS3 IGBT(部分耐壓600V的新產品), 通過內置自舉二極管和熱檢測裝置(TSU)實現更強、更完整的保護功能,擁有更高的抗噪聲和浪涌能力,可提供更佳的可靠性,采用DBC基板1.1℃/W(最大值)來實現更佳的熱性能,最大額定電流值擴大至50 A。

SPM 3功率模塊系列中的FNB33060T是一款先進的SPM? 3模塊,支持600 V - 30 A三相IGBT逆變器,帶積分柵極驅動器和保護功能,采用低功耗、額定短路IGBT,使用Al2O3陶瓷基質實現極低熱阻,內置自舉二極管和專用Vs引腳簡化PCB布局,具備低側IGBT的獨立發射極開路引腳可用于三相電流檢測,采用單相接地電源,支持LVIC內置溫度感測功能,可用于監控溫度,并已針對5 kHz開關頻率進行優化,絕緣等級可達2500 Vrms/分。

還有其他幾款型號功能近似,主要是電壓與安培數不同,像是FNB34060T可支持600 V - 40 A,FNB35060T則是支持600 V - 50 A,FSBB10CH120DF可支持1200 V - 10 A,FSBB15CH120DF則是1200 V - 15 A,FSBB20CH120DF則可支持1200 V - 20 A,多樣化的選擇,可以滿足用戶不同的需求。

SPM 3功率模塊系列的所有器件都是引腳兼容的,包含有從3A~50A/600V和10~20A/1200V的廣泛產品涵蓋范圍,擁有卓越的散熱性能和低損耗,相當適合大功率空調(3HP?7HP)、緊湊型工業級變頻器、工業泵、工業風扇電機、伺服驅動器、交流感應、無刷直流(BLDC)和永磁同步(PMSM)電機類型等典型的應用。

安森美半導體持續地擴展Motion SPM?的產品組合,并不斷改進制造工藝、創新的拓撲,以及系統專業知識,以協助電路設計工程師開發出適用于任何電機控制應用的解決方案,并提供最廣泛的封裝種類,具備熱性能優化封裝,高功率密度和可穩健地裝配等優勢,擁有更佳的耐用性、優化的導通和開關損耗,有助于增加可靠性和減少設計時間,是高電壓電機控制應用的理想選擇。

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編輯:《電源工業》雜志

來源:中國電源

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