飛兆半導體推出Fairchild Mini-SPM模組 提高電機設(shè)計效率
在電動機調(diào)速傳動領(lǐng)域，“節(jié)約能源”和“靜音運轉(zhuǎn)”變得越來越重要。為了便于低功率電動機的控制，要求結(jié)構(gòu)更加緊湊，實現(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重要因素就是優(yōu)化整個傳動系統(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：噪聲更低、效率更高、更小巧、更輕便、功能更先進、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，功能強大和效率高的優(yōu)點。基于 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機驅(qū)動的產(chǎn)品，特別適合應(yīng)用于洗衣機，空調(diào)，電冰箱和水泵等設(shè)備。
Mini-SPM 組合了優(yōu)化的保護電路和與 IGBT 開關(guān)特征相匹配的驅(qū)動。通過集成欠壓保護功能和短路保護功能，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 允許使用無需負電源的單電源驅(qū)動的拓撲。
隨著節(jié)能成為全球范圍關(guān)注的焦點，電機設(shè)計的能效也成為一個引人關(guān)注的問題。由于各國政府相繼出臺各種法規(guī)來要求提高能效，為了應(yīng)對能效挑戰(zhàn)，電機驅(qū)動電路變 得越來越復雜。本文將討論電機驅(qū)動電路產(chǎn)品、行業(yè)趨勢，以及有助于設(shè)計人員降低能耗，提高可靠性、減少部件數(shù)目及實現(xiàn)環(huán)保的解決方案。
Mini-SPM是微控制器或DSP與電機之間的功率接口，能夠減小電機體積并簡化設(shè)計。這種模組較之于分立式解決方案的優(yōu)勢在于其寄生電感更小，可靠性也更高。這是因為模組內(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電路，死區(qū)時間 (dead-time) 控制，以及用于最大限度減少EMI等的驅(qū)動波形整形電路。在模組中，每個驅(qū)動IC均可進行優(yōu)化，使其能以最小的EMI和驅(qū)動損耗來完成功率器件的開關(guān)動作。三相驅(qū)動模組將繼續(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)一的機械布局）
• 為電動機驅(qū)動應(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)測試，保證高可靠性
• 3 相 IGBT 逆變器，包括門極驅(qū)動和保護用的控制 IC
—高端特征：控制電路的欠壓（UV）保護（無故障信號輸出）
—低端特征：欠壓保護（UV）和借助周邊分流電阻的短路（SC）保護（有故障信號輸出）
• 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邏輯解決了 VCC 控制電源與控制輸入之間啟動與停止順序的約束問題，為 Mini-SPM 與3.3V CPU或 DSP 之間進行直接連線提供了故障保險能力。無需附加的外部順序邏輯。
• 分立的三相直流負端，用于需要獨立電流檢測的逆變器應(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)動器和保護電路全部集成在一個雙列直插式移模封裝件中，用于AC100 ~ 220V 等級低功耗電機驅(qū)動變頻控制。
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，能夠?qū)崿F(xiàn)最大的設(shè)計靈活性，可用于不同的輸出電壓和功率范圍。Mini-SPM 是設(shè)計有統(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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