工业电机驱动和控制

综述

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低、中到高功率电机驱动的解决方案

我们广泛的高效半导体产品系列特别针对电机变进行了优化。您可以依靠我们的智能功率模块（IPM）和分立器件，实现低功率范围的智能化设计。对于中等功率驱动，我们的模块EasyPIM™ 和 EconoPIM™可以实现完美搭配。对于功率驱动，EconoDUAL™ 和PrimePACK™是可选的解决方案。结合创新的.XT互连技术，PrimePACK™ 模块可以通过提高热循环和功率循环能力延长使用寿命，从而帮助设计者克服高估难题。

我们产品系列的明星产品是专门针对驱动应用定制的TRENCHSTOP™ IGBT7 模块。TRENCHSTOP™ IGBT7 设备是通用驱动 (GPD) 应用的理想选择，采用各种经过检验的封装，可改善功率密度、控制性和过载能力，从而节省成本和时间。对于高速驱动和逆变器集成而言，CoolSiC™ MOSFET 是颇具吸引力的解决方案，因为它们能够降低开关和导通损耗，尤其是在部分负载条件下更是如此。

除了我们的功率半导体外，我们还为所有硅和碳化硅（SiC）元器件提供栅极驱动IC。我们丰富的EiceDRIVER™ 产品组合可从基本功能扩展到高级功能。对于汽车无刷直流电机等电池供电应用，客户可以放心使用我们各种各样的硅材料 MOSFET，包括OPTIGA™ Trust 解决方案系列。为了完善该系列产品，辅助您的设计为工业 4.0 做好准备，我们提供 iMOTION™， XMC™ 和 AURIX™微控制器，辅以满足最高安全标准的 OPTIGA™ Trust 解决方案，以支持不断增长的连接需求。这些设备可以与我们XENSIV™产品系列的传感器结合使用为您的设计带来更多的感官智能，并实现预测性维护等创新功能。

设计驱动逆变器的关键问题

以下是您通常会询问的五个关键问题。通过下面的交互式图表了解更多信息。

设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

应用

还要确认您的客户是否有其他特殊要求，例如：抗振动性、长使用寿命、高温、极高的速度、散热器类型（水冷或风冷）、如图所示的过载条件等

您的具体应用是什么？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

应用（续）

在驱动应用中，由于电机绝缘系统的限制，开关速度受到限制。因此，开关斜率 (dv/dt) 限制在每微秒 2 - 10 kV (kV/µs) 的范围内，典型目标为 5 kV/µs。

您的具体应用是什么？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

电流

虽然电机功率级是标准化的，但不同制造商产品的输出电流略有不同。功率因数、电机效率、调制方案等诸多因素都会对此产生影响。

RMS 输出电流是多少？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

电压

如何选择合适的电压等级要取决于电网的输入电压。请注意，最高直流链路电压会有 10% 的容差。由于宇宙射线的可靠性，该值不得超过 IGBT 阻断电压的三分之二。

交流/直流电压是多少？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

拓扑

应用是否需要制动开关？我们仔细看一下整流器：采用的是单相、有源前端还是三相设计？如果是三相整流器，它采用的是何种控制方式？

拓扑是什么？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

拓扑（续）

对于高达 22 kW 的驱动，客户通常使用 PIM 模块。对于 30 至 90 kW 范围内的驱动，则使用六单元模块或半桥。对于 90 kW 以上的驱动，则只使用半桥模块。如果是伺服驱动设计，客户往往使用六单元或 PIM 模块。

拓扑是什么？
设计驱动逆变器中的 5 个关键问题

频率

相较于其他应用，工业驱动应用通常以中等开关频率工作。一般情况下，典型值是 4 kHz。如图所示，提高开关频率可以降低可听噪声。

开关频率是多少？

IGBT7技术在驱动器应用中的特点和优点

电机驱动系统独特的需求要求IGBT设计具有新的思路。只有合适的IGBT技术，才能制造出定位更好的模块来满足这些需求。英飞凌则采用了最新一代的IGBT技术IGBT7做为新思路。

在芯片层面，IGBT7使用微模式沟槽技术（MPT），其结构有助于显著降低正向电压和增加漂移区的电导率。对于中等开关频率的应用，如电机驱动，IGBT7可显著降低前几代产品的损耗。另外，与前几代产品（IGBT4）相比，IGBT7还有一个改进是针对驱动应用进行优化了的飞轮二极管。现在，发射极控制二极管EC7的正向电压降比EC4二极管的正向电压降低100毫伏，反向恢复软度有所改善。了解更多

用于工业驱动的碳化硅解决方案-适合伺服驱动的CoolSiC™ MOSFETs

随着自动化程度的提高，对伺服电机的需求也相应增加。他们将精确的运动控制与高扭矩水平相结合的能力使他们非常适合自动化和机器人技术。

英飞凌利用其专业制造知识和长期经验，开发了一种SiC沟槽技术，其性能高于IGBT，且具有不错的稳定性，例如，短路时间为两（或2）µs，甚至三（或3）µs。英飞凌的CoolSiC™ MOSFETs 还解决了碳化硅元器件固有的潜在问题，例如不需要的电容性导通。SiC MOSFETs在工业标准TO247-3封装中可用，现在在TO247-4封装中具有更好的开关性能。此外，CoolSiC MOSFETs也可在贴片封装TO267-7中使用。除了这些TO封装外，SiC MOSFET还提供Easy 1B、Easy 2B和62mm封装。

产品

产品亮点

1200 V TRENCHSTOP™ IGBT7 -高功率密度和优化的开关性能

使用新型微模式沟槽技术，1200 V TRENCHSTOP™ IGBT7 和EC7二极管能够以极低的损耗达到高水平的可控性。
该产品专门针对工业驱动应用进行了优化，可以降低静态损耗，提高功率密度，并使开关更为柔和。

进一步了解TRENCHSTOP™ IGBT7

EconoDUAL™ 3（半桥，中等功率应用）

EconoDUAL™ 3模块现在可与最新的TRENCHSTOP™ IGBT7代一起使用，将1200 V电源组合从600 A扩展到900 A。900 A的 1200 V EconoDUAL™ 模块改进了封装技术，可在相同的占板空间内承受更高的电流和温度。与TRENCHSTOP™ IGBT7技术相结合，它可以显著地降低损耗，具有高水平的可控性和开关柔软性，以及高短路能力。通过将功率模块过载时允许的最高工作温度提高至 175℃，实现了高效率和高功率密度，从而简化系统，降低成本。

进一步了解EconoDUAL™ 3

EiceDRIVER™ X3 - 紧凑增强型系列产品

EiceDRIVER™ 紧凑型隔离栅极驱动器芯片系列现在包括X3紧凑型1ED31xx产品，带有米勒钳位或独立输出功能。特别建议将有源米勒钳位功能用于SiC MOSFET 0 V关断。产品具有高达 14 A 的输出电流，超过 200 kV/µs 的共模瞬态抗扰度 (CMTI)，7 ns 最大传输延迟匹配，以及 40 V 最大输出电源电压。集成过滤器减少了对外部过滤器的需求。

EiceDRIVER™ X3 增强型隔离栅极驱动器产品组合目前包括X3模拟1ED34xx系列和X3数字1ED38xx系列，具有DESAT、米勒钳位、软关闭和I2C可配置性。这个高度灵活的栅极驱动器产品系列提供了广泛的功能和监控选项，从而支持各种创新应用，譬如预测性维护等。

进一步了解 EiceDRIVER™ 栅极驱动器

NOR 闪存

NOR Flash 具有快速的随机读取性能，是嵌入式系统中存储代码的理想存储器。
此性能还支持XIP（就地执行）功能，该功能允许主机控制器直接从NOR闪存执行代码，而无需将代码先复制到RAM。更高级别的串行NOR储存器性能使XIP能够在多种应用程序中进行各种设计。

进一步了解 NOR 闪存存储器

Persistent RAM持久耐用的存储器

非易失性RAM产品，如F-RAM 和 nvSRAM，将非易失性数据存储与RAM的高性能结合起来。这些符合RoHS标准的存储器经久耐用，在85°C 温度下数据可保持10年以上，具有即时的非易失性而无需外部备用电池，从而实现系统可靠性和降低成本。

单片上ECC的MoBL®Asynchronous SRAMs适用于要求最高可靠性和性能标准的工业系统。在电池支持系统中，8Mbit SRAM的最佳待机电流为6.5µA（85°C时），这些SRAM因此延长了电池寿命。再加上小于0.1 FIT/Mb的软错误率，这些超低功耗的静态随机存取存储器（SRAM）适用于各种应用。

进一步了解持久耐用的RAM 存储器

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