高效電機(jī)控制需要逆變器的協(xié)同發(fā)展

　　行業(yè)的技術(shù)動向

　　逆變器的控制技術(shù)與電機(jī)的發(fā)展一起在不斷進(jìn)步。從當(dāng)初的異步電動機(jī)開始，到后來的永磁同步電機(jī)(SPMSM)在家電方面得到應(yīng)用，直到現(xiàn)在以磁阻電機(jī)為代表的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(IPMSM)在室內(nèi)空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等白色家電中成為主力電機(jī)，為節(jié)能做出了巨大貢獻(xiàn)。想要提升節(jié)能效率，單靠電機(jī)是無法實現(xiàn)的，還需要與驅(qū)動相適應(yīng)的矢量控制(FOC)和使用了低功耗元器件的逆變器。2009年，搭載了當(dāng)時作為新理念和新技術(shù)的電機(jī)永磁的、磁化狀態(tài)可變的“可變磁通電機(jī)”的洗衣機(jī)開始了實際應(yīng)用，并開始銷售。這樣一來，無需進(jìn)行矢量控制的弱磁控制即可實現(xiàn)高效率的可變速控制。之后，能夠滿足變速運轉(zhuǎn)范圍擴(kuò)大和高效率運轉(zhuǎn)范圍擴(kuò)大需求的“特性可變控制”的開發(fā)案例相繼問世，新一代控制技術(shù)的發(fā)展備受矚目。

　　電機(jī)控制

　　在這樣的技術(shù)趨勢下，現(xiàn)在ROHM正在不斷努力將BLDC電機(jī)的高效率驅(qū)動控制算法盡可能地進(jìn)行硬件邏輯化，從而讓功率電子的相關(guān)技術(shù)人員能夠輕松使用。作為解決方案的一個例子，ROHM已經(jīng)建立起了能夠?qū)C/DC(含PFC)、DC/DC、逆變器(正弦波自動進(jìn)角控制)的換流器/逆變器進(jìn)行系統(tǒng)提案的體制。當(dāng)然，ROHM同時也在進(jìn)行FOC等控制算法的軟件開發(fā)，今后計劃將根據(jù)各種不同應(yīng)用的方向進(jìn)行提案。

　　ROHM半導(dǎo)體(深圳)有限公司 設(shè)計中心 所長吉富哲也

　　封裝與散熱

　　關(guān)于封裝和散熱管理，為了提高有著高通用性的標(biāo)準(zhǔn)封裝的功率密度(電力/容積)，在作為基本構(gòu)成要素的高熱傳導(dǎo)封裝材料、LSI回路、功率元器件的低損耗化方面進(jìn)行最優(yōu)化的散熱設(shè)計。另外，還可以針對客戶基板提供ROHM獨有的散熱解決方案服務(wù)。

　　一體化與分立器件解決方案

　　對逆變器來說，在滿足功率半導(dǎo)體的高效率化和小型化、高可靠性化以及低成本化的同時，還需要提高功率密度。電機(jī)驅(qū)動用逆變器與電源相比，開關(guān)頻率(載波頻率為20kHz左右)比較低。為了實現(xiàn)小型化和高可靠性，則需要進(jìn)行一體化整合，例如通過使用像IPM這樣的構(gòu)造來提升保護(hù)功能，提高安全性。最終還需要對電容器、電感等無源器件進(jìn)行小型化。關(guān)于白色家電，在空調(diào)用壓縮機(jī)電機(jī)、洗衣機(jī)用滾筒電機(jī)等需要較大電流的，以及需要將電機(jī)和逆變器進(jìn)行一體化來使用的，在這些方面，系統(tǒng)一體化將會進(jìn)一步發(fā)展。另一方面，為了滿足低價格要求，由LSI(柵極驅(qū)動器)和分立器件(IGBT、MOS)所組成的解決方案也是比較有效的。冰箱壓縮機(jī)用逆變器就有一部分使用了這樣的構(gòu)造，ROHM在這兩方面都可以提供解決方案，今后也將不斷滿足市場變化帶來的各種需求。