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2021年03月04日 | 智能功率模块如何提高电机控制与运作效率
2021-03-04 来源：安森美
家用电器中相当多产品都需要内置电机驱动功能，像是风扇、空调、冰箱、洗衣机等，这些家电若能搭配智能功率模块，将可以提升电机的运作效率，也提高产品的稳定性，本文将为您介绍来自安森美半导体的解决方案。
完整 IPM 产品线提供多样性选择
智能功率模块（IPM）是 Intelligent Power Module 的缩写，是一种先进的功率开关器件，IPM 内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，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，适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路（PIC），在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。
IPM 由高速、低功率的绝缘栅双极晶体管（IGBT）芯片和优选的门级驱动及保护电路构成，其中，IGBT 是大功率晶体管（GTR）和 MOSFET 的复合，由 MOSFET 驱动 GTR ，因而 IGBT 具有两者的优点。IPM 内置的驱动和保护电路使系统硬件电路简单、可靠，缩短了系统开发时间，也提高了故障下的自保护能力。保护电路可以实现控制电压欠压保护、过热保护、过流保护和短路保护。
飞兆半导体于2016年并入安森美半导体，使得安森美半导体的 IPM 产品线更为完整。飞兆半导体的 Motion SPM® 8 系列是为了提供最小化的封装和低功耗，提高可靠性所开发。它通过应用新型 600V 栅极驱动高压集成电路（HVIC），采用新的 IGBT 这种先进硅技术来实现，与现有的分立解决方案相比，Motion SPM 8 系列实现了更小的电路板尺寸和更高的可靠性。其目标应用是用于低功率电机驱动器的变频电机驱动器，例如风扇、泵、冰箱、洗衣机等。
在驱动 IC 中实现了温度检测功能，提高了系统的可靠性。驱动 IC 的温度检测用来监控模块温度和提供对过温情况的必要保护，大多数客户都想知道功率芯片的确切温度，因为温度会影响到产品的质量、可靠性和寿命。Motion SPM 8 系列的温度检测功能有助于轻松测量模块内部温度。另外，在驱动高侧 IGBT 的驱动器中还集成了自举电路。
新推出的 FNB81060T3 是 Motion SPM 8 系列中的一款智能功率模块，可为交流感应、无刷直流（BLDC）电机和永磁同步（PMSM）电机提供全功能、高性能的变频器输出级。这些模块集成了内置 IGBT 的优化栅极驱动，提供最小化的电磁干扰（EMI）和损耗，同时还提供多个模块保护功能，包括欠压锁定、互锁功能、过流关断、驱动 IC 的热监测和故障报告。内置的高速 HVIC 只需要一个电源电压，并将输入的逻辑电平门极输入转换为所需的高电压大电流驱动信号，以正确驱动模块中强大的带有短路保护能力的 IGBT ，分立的负极 IGBT 端子可用于每个相位，以支持最广泛的各种控制算法。
FNB81060T3 通过了 UL 认证，可支持 600V – 10A 的三相 IGBT 变频器，并包含门级驱动与保护的控制芯片，具有低损耗、短路额定的 IGBT ，以及用于三相电流检测的低侧 IGBT 分立的发射极开路的引脚，采用高电平有效接口，可与3.3 / 5 V 逻辑、施密特触发输入一起运作，可用于栅极驱动、欠压、过流和短路电流保护的 HVIC，以及用于欠压、过流和短路电流保护的故障输出，避免短路的互锁功能，以及关机输入，内置温度监测用 HVIC 温度传感器，绝缘等级可达每分钟 1500 Vrms ，适用于家用电器的运动控制、工业电机与空调系统等应用。
安森美半导体结合了飞兆半导体的 IPM 产品线，使其产品涵盖面更为完整，无论是工业用、消费类应用都可以找到合适的产品，配合不同的功率、效能需求，以及各式各样的封装尺寸，可以满足客户的多样化需求，值得有相关需求的厂商来深入了解。
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史海拾趣
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