工業(yè)電機用功率半導體的動向

Steven Shackell

摘要：電動工具用電機正從有刷直流（BDC）轉(zhuǎn)向無刷直流（BLDC）電機;工業(yè)電機需要更高能效的電機，同時需要強固和高質(zhì)量。安森美以領先的MOSFET、IPM和新的TM-PIM系列賦能和應對這些轉(zhuǎn)變帶來的商機。

關(guān)鍵詞：電機;電動工具;MOSFET;工業(yè);IGBT;IPM

安森美半導體提供全面的電機產(chǎn)品系列，尤其是功率半導體方面。安森美半導體因來自所有電機類型的商機感到興奮，并非?？春脽o刷直流電機（BLDC）應用（例如電動工具），以及工廠自動化裝置采用的工業(yè)電機和伺服電機。

1電動工具的趨勢

電動工具方面，大趨勢是從有刷直流（BDC）電機轉(zhuǎn)向無刷直流（BLDC）電機。在這個轉(zhuǎn)變中，MOSFET的數(shù)量（主要為40V）從BDC中的1個增加到BLDC中的6個。在某些電動工具的高功率應用中，由于制造商必須使用并聯(lián)器件，MOSFET的數(shù)量增加到12個。隨著元器件數(shù)量的增加，設計人員需要增加設計的功率密度。這導致從舊封裝如TO-220和DPAK封裝轉(zhuǎn)向較新的封裝，例如安森美半導體的SO-8FL（PQFN 5nMnx 6inln）。除了封裝之外，MOSFET的導通電阻RDS（on）至關(guān)重要，安森美半導體在SO-8FL封裝尺寸提供極低的RDS（on）。

2工業(yè)電機的趨勢

工業(yè)電機方面，一直不斷地推動開發(fā)和安裝更高能效的電機。政府能效標準是持續(xù)推動高能效的主要動力之一，例如中國最近的房間空調(diào)能效國標（GB 21455-2019）。為達到最新的高能效目標，電機需要電動換向電機，或可變速驅(qū)動電機。這些驅(qū)動器至少需要6個IGBT或其他電源開關(guān)來驅(qū)動電機。過去幾年市場在推動更高集成度，尤其是把IGBT和門極驅(qū)動器集成在一起。對于這些應用，安森美半導體提供領先的智能功率模塊（IPM）產(chǎn)品陣容。市場希望這種集成可提高IPM的功率能力，安森美半導體提供能驅(qū)動達10kW功率的模塊。

此外，強固和高質(zhì)量是工業(yè)電機設計人員最關(guān)注的。工業(yè)電機的常見方案是在轉(zhuǎn)換器、逆變器和制動器（C-I-B）架構(gòu)中使用凝膠填充或外殼模塊。由于這些類型的模塊不是密封的，因此在腐蝕性環(huán)境中容易發(fā)生故障，如見于某些工業(yè)應用。為解決此問題，安森美半導體開發(fā)了轉(zhuǎn)模（Transfer-Molded）功率集成模塊（TM-PIM）。TM-PIM系列可用于C-I-B架構(gòu)，并采用轉(zhuǎn)模封裝技術(shù)，與IPM一樣被密封。與采用凝膠填充/外殼的模塊相比，TM-PIM除了被密封外，還提供了3倍的功率循環(huán)能力和10倍的溫度循環(huán)能力。TM-PIM系列產(chǎn)品的強固性和質(zhì)量的提高，將使工業(yè)電機行業(yè)能夠持續(xù)改善驅(qū)動器的運行時間，從而提高工廠的效率。