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工业设备逆变器的绝佳CP:智能功率模块

智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM)是一种先进的功率开关器件,适应了当今功率器件的发展方向—模块化、复合化和集成化(PIC),在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。

本文将为您介绍IPM的特性,以及安森美半导体(ON Semiconductor)所推出的IPM产品。

高度集成的IPM是逆变器的好搭档

智能功率模块(IPM)一般使用高速、低功率的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为功率开关组件,内部集成电流传感器、保护电路,及门级驱动电路的集成结构。

IPM以其高可靠性,使用方便赢得越来越大的市场,尤其适合于驱动电机变频器和各种逆变电源,是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种非常理想的电力电子器件。

IPM把功率开关器件和驱动电路集成在一起,而且内部还集成逻辑、控制和过电压、过电流和过热等故障检测电路,并可将检测信号送到CPU,

它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成,使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间,也大大增强了系统的可靠性,即使发生负载事故或使用不当,也可以保证IPM自身不受损坏。

IPM其中的IGBT是GTR(大功率晶体管)和MOSFET(场效应晶体管)的复合,由MOSFET驱动GTR,因而IGBT具有两者的优点。

GTR具备高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。

IPM与以往IGBT模块及驱动电路的组件相比,

IPM内含驱动电路,设定了最佳的IGBT驱动条件,驱动电路与IGBT间的距离很短,输出阻抗很低,因此,不需要加反向偏压。

IPM内含过电流(OC)保护、欠电压(UV)保护等功能,确保系统能够稳定运作。

安森美半导体在功率半导体领域居业界领导地位,推出了多款IPM产品,以下将为您介绍用于工业设备的部分重点产品。

01

属于SPM31系列的NFAM1012L5B(1200 V、10 A)与NFAM2012L5B(1200 V、20 A)是支持完全集成的逆变器电源模块,由独立的高端栅极驱动器、低压集成电路(LVIC),以及六个IGBT和温度传感器(LVIC的TSU)组成,适用于驱动永磁同步(PMSM)电动机、无刷直流(BLDC)电动机和交流异步电动机。

IGBT在三相桥中进行配置,并为下管脚提供单独的发射极连接,以在选择控制算法时提供最大的灵活性。功率级具有欠压锁定保护(UVP),内部升压二极管用于高端栅极升压驱动。

NFAM1012L5B/NFAM2012L5B具备主动逻辑接口,内置UVP,集成自举二极管和电阻,并拥有单独的低侧IGBT发射极连接,用于每个相的单独电流感测,具有温度传感器(LVIC的TSU输出),符合UL认证,并是无铅器件。

此外,SPM31系列还有许多支持不同功率、特性近似的器件,

包括NFAM2065L4B(650 V、20 A)、NFAM3065L4B(650 V、30 A)与NFAM5065L4B(650 V、50 A),

可供客户依据不同规格需求来选择。

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