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智能功率模塊電機(jī)控制用于工業(yè)應(yīng)用

發(fā)布時間:2021-05-04 來源:ON Semiconductor 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】在工業(yè)化國家,電機(jī)消耗的電力超過50%。這些電動機(jī)中至少有80%是交流感應(yīng)電機(jī)(ACIM),平均能效僅44%。不斷上漲的電力成本正在緩慢推動法規(guī)和準(zhǔn)則要求提高住宅和工業(yè)應(yīng)用中使用的電機(jī)能效。提高能效主要有兩個途徑:
 
1)使用智能電子控制更高效地驅(qū)動感應(yīng)電機(jī)
 
2) 從ACIM轉(zhuǎn)向永磁無刷直流(BLDC)電機(jī)
 
這兩個途徑都需要基于功率半導(dǎo)體的逆變器。在其核心,交流線路的三相電機(jī)逆變器包括以下電路塊:
 
●    EMI濾波器
●    輸入橋整流– 整流器
●    功率因數(shù)校正(PFC) – IGBT,碳化硅(SiC)二極管,MOSFET
●    逆變輸出橋– 智能功率模塊(IPM),IGBT
●    電流檢測– 電流檢測放大器,運(yùn)算放大器(運(yùn)放)
●    高壓離線電源– 功率因數(shù)控制器
 
智能功率模塊電機(jī)控制用于工業(yè)應(yīng)用
 
術(shù)語“工業(yè)電機(jī)控制”涵蓋廣泛的終端應(yīng)用、環(huán)境和最終的規(guī)格。該框圖代表由交流線路供電的中功率電機(jī)控制的最大部分,所連接的電機(jī)功率范圍為0至7.5馬力(hp)。在這些功率水平下,取決于安裝位置,交流輸入電壓通常為120至460 VAC。一些位置將具有單相電源,而其他位置將提供三相連接。為了滿足這些多樣化的應(yīng)用條件,電機(jī)控制設(shè)計人員必須可以選擇同樣多樣化的功率半導(dǎo)體和相關(guān)支援。安森美半導(dǎo)體擁有廣泛的產(chǎn)品陣容,提供數(shù)百至數(shù)千種可行的方案,可根據(jù)目標(biāo)規(guī)格用于各種不同模塊中。這包括我們的電機(jī)專用功率硅產(chǎn)品線,這些產(chǎn)品因性能、可靠性、靈活性和高性價比的設(shè)計而聞名整個行業(yè)。
 
安森美半導(dǎo)體除了具有寬廣的產(chǎn)品陣容,還提供完整的系統(tǒng)方案,采用交流線路供電的三相電機(jī)逆變器。智能功率模塊(IPM)提供集成驅(qū)動電路的三相逆變器,采用熱優(yōu)化的封裝,額定功率范圍為50W 至 10kW。 IPM是高度集成的半導(dǎo)體模塊,等效于上述功率半導(dǎo)體及許多無源分立器件。
 
智能功率模塊電機(jī)控制用于工業(yè)應(yīng)用
 
無論如何,1個典型的IPM可取代45至100個分立器件。它們被設(shè)計為具有容錯能力、PCB易用、與散熱器兼容,且易于與控制器IC接口。此外,它們從熱接口到散熱器內(nèi)置> = 2kV的隔離。這些高密度模塊是理想的低電磁干擾(EMI)方案,符合嚴(yán)格的安全法規(guī)。 IPM是10 hp以下工業(yè)電機(jī)控制的首選方案。功率集成模塊(PIM),功率從10 hp到> 100 hp。重要的是不要混淆三相電機(jī)的輸出與交流線路輸入電源的相數(shù)。它們是不相干的。大多數(shù)由變頻電機(jī)控制驅(qū)動的工業(yè)電機(jī)都采用三相繞組。我們的IPM專為驅(qū)動各種類型的三相電機(jī)而設(shè)計:交流感應(yīng)電機(jī)(ACIM)、無刷直流電機(jī)(BLDC)、無刷交流電機(jī)(BLAC)和永磁同步電機(jī)(PMSM)是最受歡迎的。除了用于三相電機(jī)(ACIM、BLDC、BLAC、PMSM等)的功率半導(dǎo)體方案之外,我們還提供完整的永磁直流(PMDC)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)方案。
 
電流和電壓檢測是所有工業(yè)電機(jī)控制的核心。為了確保以適當(dāng)?shù)拈g隔為每個電機(jī)繞組提供電流,高精度、零漂移運(yùn)算放大器產(chǎn)品陣容提供高性價比且可靠的產(chǎn)品,以監(jiān)測并向微控制器報告相位電流,從而確定下一個逆變器點(diǎn)火支路。
 
 
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