无刷电机(BLDC)能效更高、动态性能更出色和运行噪声更低,已成为电机驱动设计的必然趋势,但与此同时,高压电机IPM模块存在散热等许多问题,需要采用新的逆变器驱动IC进行替代。
为了高效地驱动工业、家用电器的电机,业界开发了变频器技术。该需要用到IGBT、快速恢复二极管(FRD)等功率器件,以及控制IC和无源元件。而智能功率模块(IPM)将这些元器件高密度贴装封装在一起,运行可靠性高、功能强大,并具有自诊断和功能,因此被广泛应用于驱动电机的变频器和各种逆变电源。
据其介绍,IPM模块通常采用MOSFET或者IGBT。而由于IGBT需要附加二极管,因此存在低压降和关断拖尾电流问题,产生较大的关断损耗,从而会影响工作效率,这会导致IPM模块会产生局部集中发热现象,从下图可知,最高温度将达到118摄氏度,远超PCB板承受范围,因此IPM模块通常需要附加散热片进行散热。
据其介绍,采用快恢复外延型二极管场效应晶体管(FREDFET)可得开关效率最大化。因为相线绕组去磁过程期间的体二极管导通,每个开关周期都会产生损耗,而FREDFET极低的QRR和软恢复特性,可以实现开关损耗降低,EMI更低,这是因为精确控制的开关电压变化速率,以及<3V/ns的速率降低了EMI。
而BridgeSwitch™具有内置的器件和系统监测特性,同时具备一个可靠的单线接口用以进行工作状态的更新,在电机微处理器和多达三个BridgeSwitch器件之间进行通信。每个BridgeSwitch器件的上管和下管限流点都可以单独进行设定,这样无需微处理器及相关外围电在电机绕组开或短情况下提供整个系统的。集成的无损耗电流监测特性可提供基于硬件的电机故障,有助于简化电机故障机制,从而满足IEC60335-1和IEC60730-1要求。