電機驅動(dòng)系統：新一代功率解決方案提升能效和可靠性

1   電機驅動(dòng)系統的關(guān)鍵是可靠性和能效

電機在現代生活中無(wú)處不在， 從氣候控制、電器和商業(yè)制冷到汽車(chē)、工廠(chǎng)和基礎設施。根據國際能源署 (International Energy Agency) 的數據，電機占全球總電力消耗的45％，因此電機驅動(dòng)電子設備的可靠性和能效會(huì )對世界各地的舒適、便利和環(huán)境及各種應用產(chǎn)生影響。

工業(yè)自動(dòng)化和機器人是電機最重要的應用之一，隨著(zhù)傳統機器人、協(xié)作機器人和自主移動(dòng)機器人的采用，我們看到工廠(chǎng)和其他設施變得更加自動(dòng)化。

一種提高電機驅動(dòng)系統能效的方法是，以基于三相逆變器的可變速驅動(dòng)器代替由50/60 Hz 交流線(xiàn)路電壓驅動(dòng)的單速電機，從而實(shí)現電機的電子速度控制和更高的驅動(dòng)能效。與開(kāi)/ 關(guān)調節方法相比，變速控制還可提供應用級高能效。政府的能效法規也是電機驅動(dòng)器逆變化的一大驅動(dòng)因素。

安森美半導體工業(yè)及云電源公司 營(yíng)銷(xiāo)及戰略高級經(jīng)理 Ali Husain

2   安森美半導體的解決方案

無(wú)論應用和技術(shù)的范圍有多廣泛，驅動(dòng)系統始終需要滿(mǎn)足一些基本的共同要求：

●   高能效和可靠性；

●   魯棒性與集成度；

●   強固耐用和出色的熱性能。

要開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足所有這些要求的高效、可靠的電機驅動(dòng)器，復雜且耗時(shí)，但采用安森美半導體的新的電機開(kāi)發(fā)套件(MDK)，開(kāi)發(fā)則變得容易。這綜合原型平臺含基于賽靈思(Xilinx) 的通用控制器板(UCB) ，連接到一系列擴展的驅動(dòng)板，以創(chuàng )建一個(gè)快速啟動(dòng)平臺來(lái)運行電機，從而可在設計任何硬件之前對系統進(jìn)行快速測試、評估和優(yōu)化。這些驅動(dòng)板含安森美半導體廣泛產(chǎn)品陣容中領(lǐng)先的功率器件和模塊，以及所有其他必要元器件，可開(kāi)發(fā)完整的電機驅動(dòng)器方案。

我們發(fā)布的首兩個(gè)驅動(dòng)板采用智能功率模塊(IPM)，用于工業(yè)和家用電器電機驅動(dòng)應用。 該IPM 集成用于逆變器的六個(gè)功率開(kāi)關(guān)、門(mén)極驅動(dòng)器和一個(gè)熱電偶，保護特性包括過(guò)壓/ 欠壓鎖定、擊穿保護和過(guò)流跳閘。由于已經(jīng)完成了電源布局、保護功能和散熱設計，因此這種集成方法使工程師可專(zhuān)注于系統的其他方面。

●   緊湊的IPM驅動(dòng)板 (SECO-1KW-MCTRL-GEVK)提供了從市電的交流輸入到電機的交流輸出的完整方案。額定輸入電壓為230 Vac，它包括一個(gè)電磁兼容(EMC) 濾波器和橋式整流器，交錯式兩通道功率因數校正(PFC) 和NFAQ1060L36T IPM 作為逆變器級，以及輔助電源、測量和保護。

●   對于更高的功率水平，SECO-4KW-65SPM31-GEVB 驅動(dòng)板采用NFAM5065L4B 650 V 智能功率模塊。它的額定輸入電壓為400 VDC，可提供達1 kW 的連續功率，并可在短時(shí)間內或通過(guò)添加散熱器提供達4 kW的功率。該產(chǎn)品非常適合工業(yè)驅動(dòng)和商業(yè)暖通空調與制冷(HVACR) 應用。

安森美半導體即將推出的一系列驅動(dòng)板采用同類(lèi)最佳的MOSFET 陣容。這些電機驅動(dòng)板將支持10 V 至100 V的輸入電壓，功率能力高達1.2 kW，可滿(mǎn)足電池供電和中低電壓應用，如電動(dòng)工具、機器人、自動(dòng)機器人和無(wú)人機。我們還在開(kāi)發(fā)更多驅動(dòng)板，彰顯我們針對更高功率電機驅動(dòng)應用的廣泛IPM 陣容以及新模塊。模塊化設計還支持采用一系列PFC 方案，這將使您能夠自由搭配組合功率轉換級，以針對您的要求進(jìn)行優(yōu)化。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志社2021年3月期）