飛兆半導(dǎo)體推出Fairchild Mini-SPM模組 提高電機(jī)設(shè)計(jì)效率
在電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域,“節(jié)約能源”和“靜音運(yùn)轉(zhuǎn)”變得越來越重要。為了便于低功率電動(dòng)機(jī)的控制,要求結(jié)構(gòu)更加緊湊,實(shí)現(xiàn)控制單元內(nèi)置和較低的總成本。在許多應(yīng)用中,選擇使用逆變器的一個(gè)重要因素就是優(yōu)化整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的總成本與性能比。也就是說,系統(tǒng)必須具有以下優(yōu)點(diǎn):噪聲更低、效率更高、更小巧、更輕便、功能更先進(jìn)、控制更精確而且成本要低。
為滿足這些要求,F(xiàn)airchild(飛兆半導(dǎo)體)已經(jīng)開發(fā)出 Mini-SPM(Mini–智慧功率模組)系列產(chǎn)品。它們具有結(jié)構(gòu)緊湊,功能強(qiáng)大和效率高的優(yōu)點(diǎn)?;?Mini-SPM 的逆變器是一款極具吸引力,可替代常規(guī)的分立逆變器產(chǎn)品。它適用于采用低功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品,特別適合應(yīng)用于洗衣機(jī),空調(diào),電冰箱和水泵等設(shè)備。
Mini-SPM 組合了優(yōu)化的保護(hù)電路和與 IGBT 開關(guān)特征相匹配的驅(qū)動(dòng)。通過集成欠壓保護(hù)功能和短路保護(hù)功能,系統(tǒng)可靠性得到了很大程度的提高。內(nèi)置高速 HVIC 提供了一種無需光耦隔離的 IGBT 驅(qū)動(dòng)能力,大大降低了逆變器系統(tǒng)的總成本。此外,集成的 HVIC 允許使用無需負(fù)電源的單電源驅(qū)動(dòng)的拓?fù)洹?/p>
隨著節(jié)能成為全球范圍關(guān)注的焦點(diǎn),電機(jī)設(shè)計(jì)的能效也成為一個(gè)引人關(guān)注的問題。由于各國政府相繼出臺(tái)各種法規(guī)來要求提高能效,為了應(yīng)對(duì)能效挑戰(zhàn),電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路變 得越來越復(fù)雜。本文將討論電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)品、行業(yè)趨勢(shì),以及有助于設(shè)計(jì)人員降低能耗,提高可靠性、減少部件數(shù)目及實(shí)現(xiàn)環(huán)保的解決方案。
Mini-SPM是微控制器或DSP與電機(jī)之間的功率接口,能夠減小電機(jī)體積并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。這種模組較之于分立式解決方案的優(yōu)勢(shì)在于其寄生電感更小,可靠性也更高。這是因?yàn)槟=M內(nèi)的所有功率器件都采用了同批次芯片(sister dice),故具有一致的測(cè)試性能。這種智慧功率模組可與微控制器低電壓TTL或CMOS輸出直接接口,并附加了保護(hù)電路。模組內(nèi)置有監(jiān)視結(jié)溫的熱敏電阻器,防止上下橋臂直通的邏輯保護(hù)電路,死區(qū)時(shí)間 (dead-time) 控制,以及用于最大限度減少EMI等的驅(qū)動(dòng)波形整形電路。在模組中,每個(gè)驅(qū)動(dòng)IC均可進(jìn)行優(yōu)化,使其能以最小的EMI和驅(qū)動(dòng)損耗來完成功率器件的開關(guān)動(dòng)作。三相驅(qū)動(dòng)模組將繼續(xù)在電器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用。如圖1 所示, 為馬達(dá)控制使用SPM 的典型應(yīng)用電路。
圖1:典型的應(yīng)用電路
【產(chǎn)品特性】
Mini-SPM 的具體特征和集成功能詳細(xì)描述如下:
• 采用統(tǒng)一封裝形式,600V/3A-30A 額定值(具有統(tǒng)一的機(jī)械布局)
• 為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用而優(yōu)化的高效低功耗 IGBT 和 FRD
• 全面的 HVIC 和 IGBT 協(xié)調(diào)測(cè)試,保證高可靠性
• 3 相 IGBT 逆變器,包括門極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)用的控制 IC
—高端特征:控制電路的欠壓(UV)保護(hù)(無故障信號(hào)輸出)
—低端特征:欠壓保護(hù)(UV)和借助周邊分流電阻的短路(SC)保護(hù)(有故障信號(hào)輸出)
• 內(nèi)置 HVIC,提供單電源供電和無光耦接口
• 高電平有效輸入信號(hào)邏輯解決了 VCC 控制電源與控制輸入之間啟動(dòng)與停止順序的約束問題,為 Mini-SPM 與3.3V CPU或 DSP 之間進(jìn)行直接連線提供了故障保險(xiǎn)能力。無需附加的外部順序邏輯。
• 分立的三相直流負(fù)端,用于需要獨(dú)立電流檢測(cè)的逆變器應(yīng)用
• 內(nèi)置自舉二極管便于 PCB 布局
• 額定絕緣電壓:每分鐘 2500Vrms
• 全塑模、陶瓷或 DBC 基底,確保漏電流極低。
圖2所示為采用Mini-DIP 封裝的Motion-SPM™ 智慧功率模組的照片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意。Motion-SPM 是一款超小型功率模組,將功率部件、上下橋臂柵極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)電路全部集成在一個(gè)雙列直插式移模封裝件中,用于AC100 ~ 220V 等級(jí)低功耗電機(jī)驅(qū)動(dòng)變頻控制。
圖2:Motion-SPM™外型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意
【規(guī)格說明】
智慧功率模組經(jīng)設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)最大的設(shè)計(jì)靈活性,可用于不同的輸出電壓和功率范圍。Mini-SPM 是設(shè)計(jì)有統(tǒng)一的封裝形式,額定電流在的 3A~30A 范圍的一系列產(chǎn)品。
【產(chǎn)品狀態(tài)訊息】
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