FSB50250, Силовой модуль управления двигателем

Разработка современного электропривода с регулируемой частотой вращения неизбежно связана с удовлетворением всё более ожесточающихся требований по энергопотреблению и массогабаритным показателям, наличию схемы встроенного контроля и, что не менее важно, общей стоимости конечного устройства.

Серия высокоэффективных Motion-SPM инверторов компании Fairchild Semiconductor является альтернативой традиционным инверторам на базе дискретных компонентов. Элементы серии предназначены для применения в кондиционерах, водяных насосах, стиральных машинах, холодильных камерах и другой технике. Модуль объединяет в своем составе цепи управления и защиты от короткого замыкания и понижения напряжения. Наличие высоковольтных интегрированных схем (HVIC) существенным образом упрощает схемотехнику цепи управления электроприводом и уменьшает габариты конечного устройства.

Благодаря оптимизации структуры существенным образом уменьшаются потери переключения и проводимости, что повышает энергетические показатели привода. Кроме этого, улучшаются переходные характеристики без существенных потерь в эффективности устройства управления. Отличительные особенности и интегрированные функции модулей серии SPM – это рабочее напряжение — 600В, ток от 3 до 30А, интегрированные IGBT транзисторы и FRD диоды с малыми потерями, надежные и протестированные IGBT и HVIC компоненты, цепи защиты от короткого замыкания и схема мягкого старта, интерфейс, не требующий гальванической развязки, заземленный источник питания, интегрированный в HVIC, напряжение изоляции 2500 В (в течение 1 мин),минимальные токи утечки, благодаря керамической или композитной DBC подложке и входной интерфейс 3.3 В,5 В (КМОП-ТТЛШ совместимый). Как уже было сказано ранее - особенность внутренней схемотехники модуля позволяет обеспечивать безопасный режим работы при прямом подключении Motion-SPM к контроллеру или цифровым сигнальным процессорам (DSP) без внешней последовательной логики.

Встроенные в модуль драйверы управления верхним и нижним плечом (HVIC и LVIC) обладают необходимой минимальной функциональностью для обеспечения стабильной работы модуля и минимального потребления. В частности, HVIC имеет встроенную схему смещения уровней, что позволяет подключать цепи управления без оптронной или трансформаторной развязки, и схему UVLO (Under Voltage LockOut) защита от пониженного напряжения, которая прекращает работу IGBT при падении напряжения управления для исключения линейного режима работы. А Low-Side цепь оснащена схемой защиты от короткого замыкания с помощью внешнего шунтирующего резистора (с выходным сигналом о неисправности).

Кроме этого, драйвер затвора IGBT можно подключить к источнику питания 15 В, что освобождает разработчиков от необходимости иметь три изолированных источника напряжения. Компания Fairchild активно работает над улучшением технических характеристик модулей серии SPM. В первую очередь над технологическим усовершенствованием силовых элементов 3-фазного инвертора (IGBT и FRD), а основными задачами при проектировании силовых компонентов являются уменьшение площади кристаллов и повышение их мощности.