飞兆半导体推出Fairchild Mini-SPM模组 提高电机设计效率

在电动机调速传动领域，“节约能源”和“静音运转”变得越来越重要。为了便于低功率电动机的控制，要求结构更加紧凑，实现控制单元内置和较低的总成本。在许多应用中，选择使用逆变器的一个重要因素就是优化整个传动系统的总成本与性能比。也就是说，系统必须具有以下优点：噪声更低、效率更高、更小巧、更轻便、功能更先进、控制更精确而且成本要低。

为满足这些要求，Fairchild(飞兆半导体)已经开发出 Mini-SPM（Mini–智慧功率模组）系列产品。它们具有结构紧凑，功能强大和效率高的优点。基于 Mini-SPM 的逆变器是一款极具吸引力，可替代常规的分立逆变器产品。它适用于采用低功率电动机驱动的产品，特别适合应用于洗衣机，空调，电冰箱和水泵等设备。
Mini-SPM 组合了优化的保护电路和与 IGBT 开关特征相匹配的驱动。通过集成欠压保护功能和短路保护功能，系统可靠性得到了很大程度的提高。内置高速 HVIC 提供了一种无需光耦隔离的 IGBT 驱动能力，大大降低了逆变器系统的总成本。此外，集成的 HVIC 允许使用无需负电源的单电源驱动的拓扑。

随着节能成为全球范围关注的焦点，电机设计的能效也成为一个引人关注的问题。由于各国政府相继出台各种法规来要求提高能效，为了应对能效挑战，电机驱动电路变 得越来越复杂。本文将讨论电机驱动电路产品、行业趋势，以及有助于设计人员降低能耗，提高可靠性、减少部件数目及实现环保的解决方案。

Mini-SPM是微控制器或DSP与电机之间的功率接口，能够减小电机体积并简化设计。这种模组较之于分立式解决方案的优势在于其寄生电感更小，可靠性也更高。这是因为模组内的所有功率器件都采用了同批次芯片(sister dice)，故具有一致的测试性能。这种智慧功率模组可与微控制器低电压TTL或CMOS输出直接接口，并附加了保护电路。模组内置有监视结温的热敏电阻器，防止上下桥臂直通的逻辑保护电路，死区时间 (dead-time) 控制，以及用于最大限度减少EMI等的驱动波形整形电路。在模组中，每个驱动IC均可进行优化，使其能以最小的EMI和驱动损耗来完成功率器件的开关动作。三相驱动模组将继续在电器产品广泛应用。如图1 所示， 为马达控制使用SPM 的典型应用电路。

圖1：典型的應用電路

【产品特性】
Mini-SPM 的具体特征和集成功能详细描述如下：
• 采用统一封装形式，600V/3A-30A 额定值（具有统一的机械布局）
• 为电动机驱动应用而优化的高效低功耗 IGBT 和 FRD
• 全面的 HVIC 和 IGBT 协调测试，保证高可靠性
• 3 相 IGBT 逆变器，包括门极驱动和保护用的控制 IC
　—高端特征：控制电路的欠压（UV）保护（无故障信号输出）
　—低端特征：欠压保护（UV）和借助周边分流电阻的短路（SC）保护（有故障信号输出）
• 内置 HVIC，提供单电源供电和无光耦接口
• 高电平有效输入信号逻辑解决了 VCC 控制电源与控制输入之间启动与停止顺序的约束问题，为 Mini-SPM 与3.3V CPU或 DSP 之间进行直接连线提供了故障保险能力。无需附加的外部顺序逻辑。
• 分立的三相直流负端，用于需要独立电流检测的逆变器应用
• 内置自举二极管便于 PCB 布局
• 额定绝缘电压：每分钟 2500Vrms
• 全塑模、陶瓷或 DBC 基底，确保漏电流极低。

【产品照片或方块图】
图2所示为采用Mini-DIP 封装的Motion-SPM™ 智慧功率模组的照片和内部结构示意。Motion-SPM 是一款超小型功率模组，将功率部件、上下桥臂栅极驱动器和保护电路全部集成在一个双列直插式移模封装件中，用于AC100 ~ 220V 等级低功耗电机驱动变频控制。

 

圖2：Motion-SPM™外型和內部結構示意

【规格说明】
智慧功率模组经设计，能够实现最大的设计灵活性，可用于不同的输出电压和功率范围。Mini-SPM 是设计有统一的封装形式，额定电流在的 3A~30A 范围的一系列产品。
 

【产品状态讯息】