在高度工業化的經濟中,自動化起著至關重要的作用。作為消費者和制造商,我們共同更加意識到這種自動化水平可能產生的環境影響。我們對自動化的依賴已經根深蒂固,因此提高效率的必要性現在為電機驅動和控制領域的發明提供了動力。
在整個工業部門,人們齊心協力地提高效率,通常通過立法來執行,并由政府批準的標準來實現。最近的一個例子是中國的標準GB 21455-2019,適用于室內空調。為了符合要求,電機必須進行電動換向或以其他方式能夠變速。在所有應用中,對可變驅動速度的需求變得越來越普遍,通常需要至少六個開關器件才能有效實現。對于高功率應用,開關器件需要堅固耐用,能夠處理高電流和電壓。在這種情況下,IGBT已成為首選技術。
雖然所有類型的電機的消耗仍然很高,但半導體制造商看到了對針對驅動無刷直流電機 (BLDC) 進行優化的集成解決方案的強勁需求。這種需求幾乎完全來自渴望利用 BLDC 能源效率的制造商,他們現在正在使用它們來取代效率較低的電機,主要是有刷直流電機。
然而,這一趨勢帶來了挑戰,因為 BLDC 提供的能源效率提升并非完全免費。..。..驅動級要復雜得多。半導體行業的機會是簡化這種復雜性,這不是一項微不足道的任務,因為BLDC的驅動級需要六個功率晶體管,而不僅僅是一個用于有刷直流。協調六個晶體管的操作只是挑戰的一部分,在大多數情況下,終端應用還需要將 BLDC 及其驅動電路容納在與有刷直流目前占用的相同尺寸、空間和重量范圍內。
更復雜的是,在某些應用中,功率晶體管的數量可能需要增加一倍,達到12個,因為該應用需要的功率高于單個晶體管所能處理的功率。在這些情況下,并聯功率晶體管是使用更大、更昂貴的晶體管的替代方法。
顯然,這給晶體管的設計帶來了更大的壓力,無論是在電氣性能和物理輪廓方面。安森美半導體通過開發具有業界最低導通電阻Rds(on)的功率晶體管解決了這些問題,同時將其技術遷移到最新的封裝配置文件,例如尺寸為5mm x 6mm的SO-8FL PQFN封裝。
為了加速向更高效電機的遷移,并幫助制造商滿足嚴格的新法規,半導體行業的趨勢是提高集成度。在實踐中,這意味著將柵極驅動器與IGBT放在相同的封裝中,并以符合應用需求和法規要求的方式封裝它們。
安森美半導體對這一需求的響應包括已經廣泛的智能功率模塊(IPM)產品組合,以及開發涵蓋轉換器-逆變器-制動器(CIB)和轉換器-逆變器(CI)拓撲的新功率模塊。通常,工業環境可能會給這種類型的模塊帶來挑戰,因為它們并不總是密封以防止進入。在這里,安森美半導體再次通過開發使用傳遞模塑(TM)的封裝展示了其創新。除了密封外,TM-PIM 系列的功率循環能力和溫度循環能力是同類凝膠填充、非密封電源模塊的 10 倍。
傳遞模塑功率集成模塊 (TM-PIM)
對電機驅動解決方案的需求正在增加,無論是通過自然擴展還是向更高效拓撲(如BLDC)的大規模遷移。 安森美半導體正在通過開發創新產品來解決這個問題,例如其龐大的超級結MOSFET產品組合,提供多種封裝,工作電壓范圍為600V至800V,Rds(on)為23mΩ至1400mΩ。安森美半導體也是IGBT技術的領導者,涵蓋650V和1200V器件,以及SiC MOSFET和相關隔離/非隔離柵極驅動器。TM-PIM的推出進一步擴展了安森美半導體的集成功率模塊產品組合,能夠滿足更廣泛的電機驅動應用,提供更高的集成度和擴展的功率/溫度性能。
審核編輯:郭婷
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