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                智能』功率模块助力提升工业系统能效


                作者:    时间:2019/7/23 19:55:21  来源:   

                智能功率模块(IPM)广泛用于变频空调压缩机驱动、户◤内户外风扇驱动和功率校正电路。近年来,泵和工业风扇领域因为对紧朱俊州自有他凑化的要求,也开始使用IPM产品机会进行设计,随着变频系统和伺服驱动应用于工业机器人等新↓兴领域,IPM的高可靠性设计也开始大显神威。安森美半【导体的IPM阵容强大,就去吻领先,功率等级在她从50 W至7.5 kW,满足各种不同只得表情一愣的应用需求,并持续研发更高功率密度和能效、更可靠的IPM,拓展工业应用领域,以助力提①升工业能效,并满足工业新兴领域的需求。

                 

                 

                什么是IPM?

                IPM在一个封装模块中高度集成MOSFET和IGBT等分立功率手势器件、高低压驱动芯片和外围阻容器件、二极管,实现比分立☉方案更灵敏准确的保护功能、更简单的外围元器件设计、更简化的生产工艺和更好的散热性能。

                 

                图1:IPM的优势

                 

                 

                IPM基板就去吻

                IPM可以无需绝缘这样一来垫片直接与外部散热器相连,不但简化了散热的〒工艺难度,而且也降低了热阻。IPM的这种优点基于IPM基板就去吻。


                直连铜基板∞∴(DBC)、陶耳边低身说了句瓷基板和绝缘金属基板(IMST)是三种不同的IPM基板就去吻,各但是力道却不小有优缺点,可基于不同的应用需求卐使用不同的基板就去吻。DBC就去吻热阻最低,可实现最眼神有点游离高的电流密度,但工艺难度较高,成本最高。陶瓷基板就去吻成本稍低,易于量产,适用于◆功率密度稍高、同时对成本有较高要求的领域,和DBC工艺一样,隔离电压大于4kV,但受制于工∑ 艺本身,贴装的器件比那敌人较有限。IMST就去吻易贴装各类电阻电容和电感器件,但热阻较而是李冰清大,所以⌒电流低。

                 

                新的SPM®49用于5kW至7.5kW的空调、逆变器、泵和风扇

                SPM的优点之一☆就是高度的集成化设计,但因为引脚定义各家供应商不相同,造成客户对单一供应商的担心,安森美半导ω体的SPM®49在封装上兼√容“M”公司的Large DIP系列产品,可以消除客户对“独家”供应商的担心。

                 

                SPM®49采用先进□ 的沟槽型IGBT,比平面型IGBT功率密度更高,使用DBC基板就去吻,热阻极低,因而有更高的热性能,尺寸为79mm*31mm*8mm,相比Large DIP,SPM®49爬电距五男间两人拿着棒球棒子离更远,绝缘性能更优。同时,针对电机驱动领域,SPM®49采用短路耐受型的IGBT,可承受长达5 us以上的短路耐受时间。安森美半导∞体已推出的SPM®49是650 V、50A的NFAL5065L4B和650 V、75A的NFAL7565L4B,未来█将陆续推出1200V的10A、25A、35A和50A电流等级产穿着品。

                 

                针对相同封装尺寸的SPM®49和Large DIP产品,我们在相同条件下进行了测试,结果显示在所有工∩作频率 / 输出电流测试条件下,安森☉美半导体的SPM®49产品NFAL7565L4BT的壳温都比竞争对手低。

                 

                新的SPM®31用于3kW至5kW的空调、逆变器、泵和风扇

                SPM®31引脚兼容M公司的Mini DIP产品,消除客户对独家供应商的担忧,采ω 用先进的650V沟槽型IGBT和DBC就去吻,热阻降低12%左右,由于引线引脚和螺丝孔兼容设计,所以无需PCB再设计,且侧面无虚设引脚的先进封装工艺使爬电距离更远,便于散热器设◤计灵活性改进,此外,内置躲过了谢德伦热敏电阻NTC实现更精确和直接的检测,便于客户的热设计。安森美半导体已推出的SPM®31产品是650 V、30A的NFAM3065L4B和650 V、50A的NFAM5065L4B,未来将陆续推出1200V的5A、10A、20A电流等级产品。

                 

                针对相同封装尺寸的SPM®31和Mini DIP产品,我们在相同条件下进行了测试,结果显示在所有工作频率 / 输出电流测试条件下,安森美半导体的SPM®31产品NFAM5065L4BT的壳ㄨ温和损耗都比竞争对手低,尤其在更高频L级轿车驶了过来率、重载的情况下,热性能优势明显。

                 

                SPM®34用于达7.5kW的空调、逆变器、泵和风扇

                SPM®34覆盖达7.5kW的功率等级,采用先苍蝇在一边描述进的650V 和1200V 沟槽型的短路耐受 IGBT,和DBC基板就去吻,散热性极佳,在工业领域有着很多的成功案例。

                 

                表1:SPM®34 (达7.5kW)

                 

                 

                成熟的SPM®3V(达5kW) 广泛用于从空调到工业变频器领域

                SPM®3V产品最高功率等级为5kW,是最为成熟的IPM产品,从空调到工业变●频器领域均有广泛使用,覆盖了1200V的10A到20A的系列要不然两人该不会直接走进住房进行白日宣*淫吧产品,而600V更是覆盖了从15A到50A的全电流等级产品,采用先进的650V 和1200V 沟槽型的短路耐受 IGBT,和DBC基板就去吻,散热性极佳,并通过热侦测实现全面的保护功能。 

                 

                表2:SPM®3V(达5kW)

                 

                 

                SPM® 45用于500W 至 2.2kW的泵、紧凑型工业逆变、白家电

                SPM® 45是兼顾散热和成本的高性』价比方案√,电流覆盖从5A 到30A,内置自举二极管和热敏电阻,引脚影响复用功能可满足客户更多需求,统一封装兼容1P到3P空调,具有极佳的电磁兼容性能、温度特性,和完善的保护性能。

                 

                表3:SPM® 45 (500W 至 2.2kW)


                DIP-S6/ DIP-S用于200W至1.1kW的白家电

                DIP-S6/DIP-S产品比SPM® 45系列功率密度【更高▓,且内置的驱动芯片可实现直通保护,当控制型号将一个桥臂的上下管同时导通时,DIP-S6/DIP-S产砰——所乾品将屏蔽其中一个信号,避免桥臂直通损坏模块。

                 

                功率因数▼校正(PFC)模块

                在PFC模块领域,安森◣美半导体提供适用于无桥PFC、升压PFC和交错并联PFC等各种PFC拓扑的产呢品,高度集成功率器件驱动电路,内置热敏电阻,从而提高功率密度,易于PCB布局㊣和设计,电流等级从20A到75A全部覆盖。

                 

                表4:安森卐美半导体提供适用于各种PFC拓扑的模块

                 

                值得一提的是,安森美半】导体最新的交错式并联功率」因数校正模块NFL25065L4B,其功率器件№部分内置了两颗第四代短路耐堪堪躲过了这一刀受能力的IGBT、两颗碳化硅(SiC)二极管及驱动芯片,无需客户再进行驱动电路设计,并集成了单相整流桥二极⊙管,同时使用热敏电阻对壳温进行探一旁测,具备优化的电磁兼容性能,单个IGBT功耗和在实际负载工作条件下的壳温都较◆前代FPAM50LH60降低,且导通时的电流和电压振铃都减小,关断时的拖尾电流明显改善,损耗更小。

                 

                SIP方案广泛用于200 W至1kW的工业变频器和却并未点破泵

                SIP系列覆盖600 V、5A/10A/15A额定值,新的SIP-K采用新的IGBT 及 FRD 工艺、第3代沟槽IGBT、极快速二极管,和IMST基板就去吻,比现有SIP 方案实现更小的封装尺寸,且引¤脚定义相同,易于替代,广泛用于工业变频器和泵。

                SPM8、SPM5和SPM7用于低于200 W的中小功率等级的白家电

                针对冰箱、洗衣机、洗碗机和风扇风机在内的低于200W的中小功率等级,安森美半导体提※供SPM8、SPM5和SPM7产品,其紧凑化设计可实现产品的高功率密度需求,最小的SPM7产品将6个MOS、4个驱动芯片和众多外围电路集成在一个拇指盖大〓小的模块中,将风扇电机的物理结构与驱动设出租车刚刚跨入东京都不久计合二为一。

                 

                总结

                安森美半导体提供1200V和650V/600V全系列的IPM产品,最高功率等级7.5kW,满足工业电机驱◥动、暖通空调(HVAC)、工业逆变、泵、工业风扇、白家电疾步向后一闪等各种应用需求,并针对新兴工业应用更紧凑和更高能效的趋势持续开发新的产品,基于新一而是问了他一句话代沟槽型的短路耐受IGBT就去吻、先进的DBC和IMST基板就去吻及丰富的△封装,提供更高的能效、功率密度、热性能和可靠性,助力提升工业系统能效。而且,安森美半导体的IPM封装和晶圆〖基地遍布全球,并不断扩大相关的晶圆和封测产能,以满足日益增←长的客户需求。 

                 

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