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友尚集團推出Fairchild Mini-SPM模組,提高電機設計的效率水準

 2011-03-09
在電動機調速傳動領域,「節約能源」和「靜音運轉」變得越來越重要。為了便於低功率電動機的控制,要求結構更加緊湊,實現控制單元內置和較低的總成本。在許多應用中,

選擇

使用逆變器的一個重要因素就是優化整個傳動

系統

的總成本與

性能

比。也就是說,

系統

必須具有以下優點:雜訊更低、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,Fairchild(飛兆半導體)已經開發出 Mini-SPM(Mini–智慧功率模組)系列產品。它們具有結構緊湊,

功能

強大和效率高的優點。基於 Mini-SPM 的逆變器是一款極具吸引力,可替代常規的分立逆變器產品。它適用於採用低功率電動機驅動的產品,特別適合應用於洗衣機,空調,電冰箱和水泵等設備。
Mini-SPM 組合了優化的保護電路和與 IGBT

開關

特徵相匹配的驅動。通過集成欠壓保護

功能

和短路保護

功能

系統可靠性

得到了很大程度的提高。內置高速 HVIC 提供了一種無需光耦隔離的 IGBT 驅動能力,大大降低了逆變器

系統

的總成本。此外,集成的 HVIC 允許使用無需負電源的單電源驅動的拓撲。

隨著節能成為全球範圍關注的

焦點

,電機

設計

的能效也成為一個引人關注的問題。由於各國政府相繼出臺各種法規來要求提高能效,為了應對能效挑戰,電機驅動電路變 得越來越複雜。本文將討論電機驅動電路產品、行業趨勢,以及有助於

設計

人員降低能耗,提高可靠性、減少部件數目及實現環保的解決方案。

Mini-SPM是微控制器或DSP與電機之間的功率介面,能夠減小電機體積並簡化

設計

。這種模組較之於分立式解決方案的優勢在於其寄生電感更小,可靠性也更高。這是因為模組內的所有功率器件都採用了同批次

晶片

(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輸出直接介面,並附加了保護電路。模組內置有

監視

結溫的

熱敏電阻

器,防止上下橋臂直通的邏輯保護電路,

死區

時間 (dead-time) 控制,以及用於最大限度減少EMI等的驅動波形整形電路。在模組中,每個驅動IC均可進行優化,使其能以最小的EMI和驅動損耗來完成功率器件的

開關

動作。三相驅動模組將繼續在電器產品廣泛應用。如圖1 所示, 為馬達控制使用SPM 的典型應用電路。

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圖1:典型的應用電路


【產品特性】
Mini-SPM 的具體特徵和集成

功能

詳細描述如下:
• 採用統一封裝形式,600V/3A-30A

額定值

(具有統一的機械佈局)
• 為電動機驅動應用而優化的高效低功耗 IGBT 和 FRD
• 全面的 HVIC 和 IGBT 協調測試,保證高可靠性
• 3 相 IGBT 逆變器,包括門極驅動和保護用的控制 IC
 —高端特徵:控制電路的欠壓(UV)保護(無

故障

信號

輸出)
 —低端特徵:欠壓保護(UV)和藉助週邊分流電阻的短路(SC)保護(有

故障

信號

輸出)
• 內置 HVIC,提供單電源供電和無光耦介面
• 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,用於需要獨立電流檢測的逆變器應用
• 內置自舉二極體便於 PCB 佈局
• 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。

【產品照片或方塊圖】
圖2所示為採用Mini-DIP 封裝的Motion-SPM™ 智慧功率模組的照片和內部結構示意。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,用於AC100 ~ 220V 等級低功耗電機驅動變頻控制。

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圖2:Motion-SPM™外型和內部結構示意


規格

說明】

智慧功率模組經

設計

,能夠實現最大的

設計

靈活性,可用於不同的輸出

電壓

和功率範圍。Mini-SPM 是

設計

有統一的封裝形式,額定電流在的 3A~30A 範圍的一系列產品。
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【產品

狀態

訊息】

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