电机电源模块如何智能？

随着电子电路的发展，电源体积趋向模块化和小型化，电源模块应运而生。开关电源的主要电路集成在芯片中，因此其集成度较高，能实现隔离保护等等多种功能。
 
其小体积、高集成、高性价比以及高性能带来了极为灵活的设计选择。如果从功率密度上考虑，这种模块化的电源可以优化整个系统的总转换效率，不仅能做到更小的尺寸、还能实现更少的散热量，因此功率密度也会更高。那用于电机的智能模块又能做到怎样的效果。
 
ST SLLIMM智能电源模块
 
ST提供了一系列智能电源模块，称为SLLIMM小型低损耗智能模制模块。SLLIMM系列产品涵盖了所有电机控制应用，工作功率范围可高达3.0 kW以上。
 

（图源：ST）

 
不管是在家用电器这种中低功率电机驱动应用中，还是暖通空调、伺服电机和其他高功率电机驱动器领域中，紧凑高效的智能功率模块提供了满足与日俱增的节能等系统要求。SLLIMM的高集成度，意味着简化的电路设计、更低的BOM和更轻的重量。最新的SLLIMM第2系列功率范围可从0.5 KW覆盖到到3 KW以上，并达到了市场上最低的R（thjc）。这是因为SLLIMM系列两种不同的封装在一种逆变器配置中组合六种功率开关和驱动器，确保了导通和开关能量间的最佳平衡。在高集成度之余给予了器件足够的稳定性和优秀的EMI特性，这种稳定的性能能大大提高电机驱动器的效率。
 
针对工业电机驱动，这个系列开发了了一种新型塑料电源模块系列ACEPACK（适应性紧凑型简易封装）。ACEPACK采用了六电池组和变频器制动拓扑结构，适用于3 kW至30 kW的功率应用，同时由于其高度灵活性可以开发更多拓扑。
 

（图源：ST）

 
SLLIMM系列在技术性和灵活性上都给予器件充分的可能性。模块拥有优化后的传导电压降，先进的电流传感OpAmp，并将优异的电流密度与极低的传导损耗和轻载功率损耗相结合，大大提高了系统效率。封装则保证了颇高的紧凑都和热性能，热高效的封装不仅提高了可靠性，还保证了无散热器的设计灵活性，而2.7mm的爬电和2mm的间隙确保了在紧凑空间内的安全隔离。
 
ROHM 智能电源模块
 
ROHM Semiconductor智能电源模块包括IGBT、飞轮二极管、栅极驱动器和阴极负载二极管。该器件适用于IGBT器件和IC的驱动电路，具有保护功能，在设计高能效和简化应用上应用很多。尤其是IGBT-IPM系列，在降噪和低损耗特性上表现一直十分亮眼，适用于一系列白色家电和中小型工业设备（如工业机器人用的电机等）中，同时还适配于于各种变频器的功率转换。
 

（图源：ROHM）

 
降低功耗从来都是半导体器件的重点任务，为了降低功耗通常会优先考虑低损耗，所以噪声特性恶化的情况较多。IGBT-IPM系列就解决此类问题，通过优化快速恢复二极管，整个系列平均辐射噪声降低6dB以上。
 
详细来看，BM64374S-VA是IGBT-IPM系列中一款具备出色的降噪性能的智能模块，将栅极驱动器、自举二极管、IGBT、再生用快速反向恢复二极管一体化封装。内置了自举二极管（带电流限制），低压侧IGBT开放发射极，高压侧IGBT栅极驱动器（HVIC），低压侧IGBT栅极驱动器（LVIC）。整体性能与ROHM以往产品相比，功率损耗降低大概6%，有助于降低各种应用设备的功耗，在同类产品都是名列前茅的。
 
降噪和低损耗特性的优势已经很突出了，在设计上这个系列同样给予了设计人员灵活性。这个系列产品极高的精度允许它不需要同类产品中相同数量的外置热敏电阻，大大较少了元器件数量，相对来说也节省了时间成本，为各类电机应用提供了更广的电源模块选择。
 
小结
 
智能电源模块制造商推出的不同模块针对点各有不同，但在实现模块化的系统设计上都大有助力。对于工业自动化设备，尤其是需要电机的设备来说，完全从头设计一个电源会使设计成本和时间成本急剧上升，这种时候，模块化的电源成了不二的选择。