集成式智能功率模塊解決電機(jī)控制難題

電機(jī)是多數(shù)電器設(shè)備的核心組件，也是較消耗電能的裝置，如果能夠有效率地控制電機(jī)的運(yùn)作，將對能源的利用有極大的幫助，符合世界節(jié)能減排的趨勢。通過智能功率模塊的協(xié)助，將能夠有效提升電機(jī)的運(yùn)作效率，讓我們來進(jìn)一步了解智能功率模塊的特性。

提高電機(jī)控制應(yīng)用的效率和可靠性

由于對高能效、環(huán)境責(zé)任和滿足政府法規(guī)的需求不斷增加，對高效電子系統(tǒng)的需求也越來越嚴(yán)苛。由于電機(jī)消耗的電能占比較大（占全球總能耗的40% ~ 50%），同時具備高效和可靠性能的電機(jī)控制解決方案將非常重要。

當(dāng)前電機(jī)控制架構(gòu)的主要設(shè)計(jì)考慮和難點(diǎn)很多，其中包括必須考慮電機(jī)的運(yùn)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(shè)計(jì)整個系統(tǒng)。

飛兆半導(dǎo)體于2016年并入安森美半導(dǎo)體，使得安森美半導(dǎo)體的智能功率模塊產(chǎn)品線更為完整。在功率半導(dǎo)體技術(shù)方面有多年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的飛兆半導(dǎo)體，推出了Motion SPM®智能功率模塊，綜合了其在功率半導(dǎo)體技術(shù)方面的多年專長、先進(jìn)的封裝技術(shù)和應(yīng)用知識，開發(fā)出適用于電機(jī)控制和工業(yè)變頻器應(yīng)用的解決方案。通過將電機(jī)驅(qū)動和保護(hù)電路集成到單個封裝中，SPM模塊簡化并加快了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有助于優(yōu)化效率。SPM模塊提供全功能、高性能三相逆變輸出級和優(yōu)化的柵極驅(qū)動技術(shù)，較大程度地減少了電磁干擾（EMI）和損耗，并提供模塊內(nèi)保護(hù)功能。

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

Motion SPM®產(chǎn)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(shè)計(jì)可縮放性，能夠進(jìn)一步縮短上市時間，各種各樣的封裝選項(xiàng)可以幫助設(shè)計(jì)人員縮小外形尺寸。集成式SPM模塊覆蓋各種電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用，從小型風(fēng)扇電機(jī)、泵、電動工具和家用電器到高功率空調(diào)設(shè)備和工業(yè)驅(qū)動。SPM模塊還支持設(shè)計(jì)工具、參考設(shè)計(jì)和評估板，能夠簡化和縮短設(shè)計(jì)周期。

Motion SPM®產(chǎn)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(dá)3 kW的廣泛功率應(yīng)用，獨(dú)立的發(fā)射極開路引腳適用于各相位，可支持較廣泛的控制算法。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(jīng)通過UL第E209204（UL1557）認(rèn)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(chǎn)品）， 通過內(nèi)置自舉二極管和熱檢測裝置（TSU）實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)、更完整的保護(hù)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（較大值）來實(shí)現(xiàn)更佳的熱性能，較大額定電流值擴(kuò)大至50 A。

SPM 3功率模塊系列中的FNB33060T是一款先進(jìn)的SPM® 3模塊，支持600 V - 30 A三相IGBT逆變器，帶積分柵極驅(qū)動器和保護(hù)功能，采用低功耗、額定短路IGBT，使用Al2O3陶瓷基質(zhì)實(shí)現(xiàn)極低熱阻，內(nèi)置自舉二極管和專用Vs引腳簡化PCB布局，具備低側(cè)IGBT的獨(dú)立發(fā)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(nèi)置溫度感測功能，可用于監(jiān)控溫度，并已針對5 kHz開關(guān)頻率進(jìn)行優(yōu)化，絕緣等級可達(dá)2500 Vrms/分。

還有其他幾款型號功能近似，主要是電壓與安培數(shù)不同，像是FNB34060T可支持600 V - 40 A，F(xiàn)NB35060T則是支持600 V - 50 A，F(xiàn)SBB10CH120DF可支持1200 V - 10 A，F(xiàn)SBB15CH120DF則是1200 V - 15 A，F(xiàn)SBB20CH120DF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(chǎn)品涵蓋范圍，擁有卓越的散熱性能和低損耗，相當(dāng)適合大功率空調(diào)（3HP〜7HP）、緊湊型工業(yè)級變頻器、工業(yè)泵、工業(yè)風(fēng)扇電機(jī)、伺服驅(qū)動器、交流感應(yīng)、無刷直流（BLDC）和永磁同步（PMSM）電機(jī)類型等典型的應(yīng)用。

安森美半導(dǎo)體持續(xù)地?cái)U(kuò)展Motion SPM®的產(chǎn)品組合，并不斷改進(jìn)制造工藝、創(chuàng)新的拓?fù)�，以及系統(tǒng)專業(yè)知識，以協(xié)助電路設(shè)計(jì)工程師開發(fā)出適用于任何電機(jī)控制應(yīng)用的解決方案，并提供較廣泛的封裝種類，具備熱性能優(yōu)化封裝，高功率密度和可穩(wěn)健地裝配等優(yōu)勢，擁有更佳的耐用性、優(yōu)化的導(dǎo)通和開關(guān)損耗，有助于增加可靠性和減少設(shè)計(jì)時間，是高電壓電機(jī)控制應(yīng)用的理想選擇。

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