馬達設計的技巧

在圖1中，電壓源變頻器的臨界電流路徑被標為紅色陰影，其特征是di/dt變化率高，這個(gè)特征也表現在對應的柵極驅動(dòng)電路上。要保證柵極驅動(dòng)電路安全的工作，就要最大限度地減小雜散電感。尤其是高壓側柵極驅動(dòng)電路，存在一個(gè)由低壓側二極管和電流通道上的阻性和感性壓降所引起的，且幅度超過(guò)VS最小允許電壓的負壓，會(huì )導致電路工作異常。

其中一個(gè)解決方法是通過(guò)增加柵極電阻來(lái)降低開(kāi)關(guān)速率，然而這卻會(huì )大幅增加開(kāi)關(guān)損耗。在這情況下，便需要優(yōu)化電路板布局，充分利用電壓源變頻器的整體性能。為了去除功率區和信號區的耦合，兩個(gè)區域的接地應當分開(kāi)。柵極驅動(dòng)器應盡可能靠近IGBT，且不要有任何回路或偏差。微控制器和柵極驅動(dòng)之間的信號通道不是非常關(guān)鍵的。分立的IGBT管腳引線(xiàn)應盡可能短，以最大限度地減少寄生電容和電感。封裝在一起的6個(gè)IGBT和柵極驅動(dòng)器的安排需要周密考慮。此外，散熱片上的器件需要配備適當的絕緣片。許多情況下，電路板的邊沿都需要有大塊的散熱片。

為了克服以上約束，最好采用智能功率模塊(intelligent power module (IPM)，也稱(chēng)為Smart Power Module(SPM®))。圖2所示為一個(gè)典型的全封閉模塊，它包含一個(gè)完整的三相電壓源變頻器，以及相應的柵極驅動(dòng)器和保護電路。采用這種模塊比分立元件方案節省電路板空間多達50%。尤其是這種模塊需要的外接部件極少，在設計上就考慮了EMC的要求。其峰值和平均EMC干擾強度比傳統設計低很多。

圖2 智能功率模塊