白家電的變頻器智能功率模塊(IPM)技術(shù)及方案

圖4：安森美半導(dǎo)體IPM的IMST結(jié)構(gòu)能降低總成本。

不僅如此，跟分立器件方案相比，安森美半導(dǎo)體IPM使用的IMST技術(shù)還提供更靈敏、更高精度的溫度檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)更可靠的散熱保護(hù)。IMST技術(shù)能夠從鋁板的高熱傳導(dǎo)率受益。熱保護(hù)取決于控制器件檢測(cè)到熱變化的距離和時(shí)間。分立器件方案的溫度檢測(cè)距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致檢測(cè)延遲。IMST技術(shù)在模塊中內(nèi)置熱敏電阻，故以高度受控的方法監(jiān)測(cè)檢測(cè)時(shí)間及針對(duì)快速發(fā)熱事件的靈敏度，因而延遲時(shí)間短，檢測(cè)性能高，提供可靠的散熱保護(hù)，參見(jiàn)圖5。

圖5：IMST技術(shù)提供更優(yōu)異的溫度檢測(cè)，提供更可靠的散熱保護(hù)。

IMST技術(shù)的另一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)是其電路功能。由于內(nèi)置了用于檢測(cè)電流的分流電阻，就可以在不超過(guò)3微秒時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，因?yàn)橛糜陔娏鞅Ｗo(hù)的元件在模塊內(nèi)的布局位置很近。安森美半導(dǎo)體的IMST技術(shù)能夠?qū)⒉煌骷N裝在PCB上，因此，能夠減小PCB，使PCB易于設(shè)計(jì)，縮短終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間。

安森美半導(dǎo)體的IMST IPM能夠幫助大幅減少元件數(shù)量，幫助降低系統(tǒng)總成本。。以安森美半導(dǎo)體的STK551U362A-E IPM為例，僅需電容、電阻及二極管等外圍元件11顆，而相同功能的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的外圍元件數(shù)量可能高達(dá)23顆。

其它的IMST IPM優(yōu)勢(shì)，還包括噪聲抑制、降低浪涌電壓等。降低電機(jī)噪聲是白家電設(shè)計(jì)工程師面對(duì)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)之一。安森美半導(dǎo)體的IMST技術(shù)有效降低開(kāi)關(guān)EMC/EMI噪聲，因?yàn)殇X金屬基板與銅箔圖案之間的絕緣樹(shù)脂產(chǎn)生了分布式電容。此外，像IPM這樣的高壓、大電流器件，在進(jìn)行脈寬調(diào)制(PWM)開(kāi)關(guān)工作期間，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生由布局及繞線(xiàn)中寄生電感導(dǎo)致的瞬態(tài)高壓尖峰。但I(xiàn)MST基板本質(zhì)上會(huì)抑制高壓并降低噪聲，因?yàn)槟K內(nèi)的布線(xiàn)經(jīng)過(guò)了預(yù)測(cè)試，固有寄生參數(shù)極小，能夠降低浪涌電壓。

安森美半導(dǎo)體的IPM在能效性能方面則更有優(yōu)勢(shì)。在相同條件下的測(cè)試結(jié)果顯示，安森美半導(dǎo)體的IPM模塊的能耗更低，能效高出10%甚至更高。更高能效的方案在本質(zhì)上幫助減小散熱片尺寸，提升可靠性，解決白家電的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

圖6：安森美半導(dǎo)體的IPM能耗更低，能效更高。

安森美半導(dǎo)體的IPM 采用單列直插式封裝(SIP)型封裝，這種封裝提供貼裝的靈活性，能夠以引線(xiàn)成形方式將模塊水平或垂直貼裝。采用垂直貼裝時(shí)，由于占位面積及PCB面積相應(yīng)較少，故提供空間的優(yōu)勢(shì)。SIP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化布局，有利于縮短PCB設(shè)計(jì)時(shí)間。安森美半導(dǎo)體為符合不同的客戶(hù)需求，也規(guī)劃提供雙列直插封裝(DIP)封裝的IPM。

安森美半導(dǎo)體變頻器IPM產(chǎn)品陣容

安森美半導(dǎo)體提供一系列創(chuàng)新的IPM，既包括單分流電阻型，也包含3分流電阻型。公司的創(chuàng)新、智能及高集成度的方案，幫助設(shè)計(jì)工程師解決他們面對(duì)的挑戰(zhàn)。此外，安森美半導(dǎo)體的產(chǎn)品滿(mǎn)足UL標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證要求，可幫助客戶(hù)縮短設(shè)計(jì)及評(píng)估時(shí)間。

表1：安森美半導(dǎo)體的變頻器IPM產(chǎn)品陣容。

總結(jié)：

安森美半導(dǎo)體基于IMST技術(shù)的IPM提供多重技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決白家電設(shè)計(jì)工程師的各種設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于設(shè)計(jì)緊湊、占位面積少的IPM模塊集成了多種內(nèi)置特性及智能功能，工程師可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、減小電路板空間、提升可靠性、減少元器件數(shù)量及降低元器件總成本。