基于安森美的4KW 650V工业电机驱动方案

致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下世平推出基于安森美（onsemi）NFAM5065L4B智能功率整合模块（IPM）的4KW 650V工业电机驱动方案。

 

图示1-大联大世平基于onsemi产品的4KW 650V工业电机驱动方案的展示板图

近年来，随着科技高速发展以及工业4.0的加速推进，工业市场对于电机的需求与日俱增。根据相关机构调查显示电机的耗电量约为全球电力供应的50%。这在节能减排、实现“双碳”的统一战略目标下，是一项亟待解决的问题。为了提升电机运转效率降低能源损耗，大联大世平基于onsemi产品推出了4KW 650V工业电机驱动方案，该方案可为设计高效率与低功耗的工业电机驱动提供理想选择。  

本方案采用的NFAM5065L4B智能功率模块为交流感应、直流无刷和永磁同步电机提供了一个功能齐全、高性能的逆变器输出平台。其完全集成的逆变电源模块由一个独立的高侧栅极驱动器、LVIC、6个IGBT和一个温度传感器（VTS或热敏电阻（T））组成。6个IGBT采用三相桥式配置，下段具有独立的发射极连接脚，这种设计在选择控制算法时具有较大的灵活性。并且其内置的高速HVIC仅要求单电源电压，并将进入的逻辑电平门输入转换为高压、大电流驱动信号，以便能正常驱动模块的内置IGBT。

图示3-大联大世平基于onsemi产品的4KW 650V工业电机驱动方案的方块图 除此之外，本方案还采用了onsemi旗下的DC-DC转换器、辅助电源PWM IC、OPA &LDO等元件，具有电流检测电路和电路保护功能，可加速工程师对于兼具高效率与低功耗的电机驱动器的研发。 核心技术优势：

NFAM5065L4B智能功率模块（IPM）的逆变器技术：

NFAM5065L4B IPM模块，是一个完全集成用于三相电机驱动器的功率级，包括六个具有反向二极管、独立高端Hi-Side栅极（Gate）的IGBT驱动器、LVIC和温度传感器（VTS）。三相三臂的IGBT在配置上于下臂具有独立射极（Emitter）连接脚，以利研发工程师设计电流检测电路。

保护功能（Protection Function）：

系统中的保护功能包括：UVP Lock-out欠电压锁死，借由外部比较器（OPA）电路提供21A过电流Over Current保护，研发工程师可以通过外部电阻分压调整过电流保护点，最后通过CIN引脚通知MCU触发保护。

高效率辅助电源及DC-DC 转换器：

在此开发板中，DC-Link是由外部电源提供，由NCP1063 PWM IC组成高效率辅助电源，提供15Vdc电压给IPM运作。另外运算放大器及过电流保护比较器需要的5Vdc及3.3Vdc电压，则通过FAN8303 DC-DC转换IC及NCP718 LDO提供。

电流检测电路：

onsemi NCS2250高速比较器及NCS20166高精密低偏移运算放大器配合NCD98011 UCB ADC模数转换模块，提供0.016A/bit的整体分辨率及相电流±16.5A的检测范围。

方案规格：

输入电压：200V-400Vdc（最大可允许410Vdc）；

输出功率：1KW（连续操作模式）or 4KW（最长15分钟操作时间）（室温Ta=+25°C）；

输出电流：±2.5Arms /1KW（IPM单臂）；

效率：95%（1KW），96.2%（4KW）。

编辑：黄飞