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IR潘大伟善用功率器件为节能设计保驾护航

发布时间:2020-07-21 18:14:52 阅读: 来源:大班椅厂家

在可以预见的未来,电能将会成为我们主要的消耗能源。大至高速列车,小至手机,都不能脱离电能而存在。无论什么类型的电能,大部分都难以直接使用,必须借助功率半导体进行功率变换以驱动设备。近年来,全社会追求低能耗风潮愈演愈烈,如变频空调、变频冰箱等产品层出不穷,其最终目的就在于最大限度减少电能损耗,实现变频功能也需要功率器件发挥自身神奇作用。如何才能实现更高效的节能设计?功率器件是如何达成节能的?电子发烧友网编辑带着种种疑问,专访了知名电源厂商IR公司亚太区销售副总裁潘大伟先生。亟待解决电机节能设计问题

随着社会的发展不断向前推进,人们的生活水平也得到了提高,冰箱、空调以及其他的自动化产品开始进入千家万户。这些产品一年消耗的电量是一个庞大的数字,一直让这些设备满载运行不符合当今节能减排的要求。因此变频电机就因时而起,迅速走进了大众的眼球。我们知道,电子单元的设计很复杂,并且涉及到了数字、模拟和功率计三个方面。与此同时,设计者还必须要以较低的成本去满足大批量推广高性能产品,这就对设计平台有较高的要求。IR相关节能方案是如何助力高效节能设计的?

IR公司亚太区销售副总裁潘大伟先生

潘大伟表示,IR提供iMOTION?集成式设计平台,整个平台整合了所需要的数字、模拟和功率芯片,并且还有控制算法、开发软件和设计工具,可以帮助工程师完成包括识字控制IC和μIPM?电源模块的电机控制设计,从而能够构建整个系统。潘总强调,这个平台不但简化了工业应用以及采用变速电机家用电器的开发,而且可以将产品能耗降低60%。

谈到具体的设计应用,潘大伟还给我们举了个实例:IR的高集成度小型μIPM?电源模块系列(专利申请)面向高效电器和轻工业应用。利用这个模块可以实现冰箱的压缩机驱动器、用于供暖和水循环的水泵、空调扇、洗碗机和自动化系统。由于整个产品采用了一个创新型的封装,μIPM系列就能够提供新的器件尺寸基准,进而将占位面积在现有三相电机控制电源IC的基础上缩小了60%之多。此外,还在线提供应用实例和面向各种功率高达1800W的电机控制应用的参考设计。

IGBT等功率器件——善用节能利器

由于具有开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小等优势,IGBT问世以来就受到广大用户的欢迎。尤其是在电机驱动器之类的工业应用领域,IGBT成为了首选的功率半导体器件。

潘大伟特别强调,功率损耗的降低和电流密度的提高是IGBT的优势,同时也成了高级IGBT开发的主要目标。通过采用这样的功率器件,不但可以提高系统效率,提升功率处理能力,还可以获取成本优势。 例如减少余热排出系统(散热器)的数量。

对于IGBT技术的进展,潘大伟还给我们介绍了IR的一个平台,那就是IR最新的Gen8 IGBT平台,这个平台提供了面向工业应用的出色技术。该IGBT平台还具有同类产品中最佳的Vce(on)、稳定性和开关特性,专门用于解决工业市场的严苛挑战。第八代(Gen8)1200V IGBT平台采用IR最新一代沟道栅场截止技术,为工业和节能应用提供了同类中最佳的性能。

潘大伟还提到,Gen8 IGBT实现了出色的稳定性。新技术具有更软的关断特性,是电机驱动应用的理想之选,能够将dv/dt降至最低水平,从而降低了EMI和过电压,提高了可靠性和稳定性。参数分布范围窄,从而能够在大电流电源模块内并联多个IGBT时实现出色的电流共享。薄晶圆技术改善了热阻,提供了高达175°C的最高结温。

新型功率器件为节能设计保驾护航

最后,潘大伟介绍了IR采用IR最新功率MOSFET芯片300V器件系列,该系列产品为各种高效工业应用提供了基准通态电阻(Rds(on))。例如110-120 VAC线路调节器和110-120 VAC电源与DC-AC逆变器,包括太阳能逆变器和不间断电源(UPS)。

新功率MOSFET系列具有超低Rds(on),提高了系统效率,让设计者能够在并联多个MOSFET的情况下减少元件数量。IR的300V MOSFET系列具有基准Rds(on),能够提供更高的效率、电源密度和可靠性,适于需要更高系统效率的工业应用。新器件通过了工业级和一级湿度灵敏性(MSL1)认证,不含铅,符合RoHS指令的要求。

半导体材料和技术的发展促进了功率器件的发展进步,两者的配合应用提高了电能的使用率,能够逐渐满足当前要求的能源标准。希望借助IR公司提供的各种节能方案,开发出更多更好的产品,满足社会日益增长的节能新需求。

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