工業(yè)電機(jī)用功率半導(dǎo)體的動(dòng)向

Steven?Shackell? （安森美半導(dǎo)體?工業(yè)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理）

摘? 要：電動(dòng)工具用電機(jī)正從有刷直流(BDC)轉(zhuǎn)向無刷直流(BLDC)電機(jī)；工業(yè)電機(jī)需要更高能效的電機(jī)，同時(shí) 需要強(qiáng)固和高質(zhì)量。安森美以領(lǐng)先的MOSFET、IPM和新的TM-PIM系列賦能和應(yīng)對(duì)這些轉(zhuǎn)變帶來的商機(jī)。 

關(guān)鍵詞：電機(jī)；電動(dòng)工具；MOSFET；工業(yè)；IGBT；IPM

安森美半導(dǎo)體提供全面的電機(jī)產(chǎn)品系列，尤其是功率半導(dǎo)體方面。安森美半導(dǎo)體因來自所有電機(jī)類型的商機(jī)感到興奮，并非常看好無刷直流電機(jī)(BLDC)應(yīng)用（例如電動(dòng)工具），以及工廠自動(dòng)化裝置采用的工業(yè)電機(jī)和伺服電機(jī)。

1  電動(dòng)工具的趨勢 

電動(dòng)工具方面，大趨勢是從有刷直流(BDC)電機(jī)轉(zhuǎn)向無刷直流(BLDC)電機(jī)。 在這個(gè)轉(zhuǎn)變中，MOSFET的數(shù)量（主要為40 V）從BDC中的1個(gè)增加到BLDC中的6個(gè)。在某些電動(dòng)工具的高功率應(yīng)用中，由于制造商必須使用并聯(lián)器件，MOSFET的數(shù)量增加到12個(gè)。隨著元器件數(shù)量的增加，設(shè)計(jì)人員需要增加設(shè)計(jì)的功率密度。這導(dǎo)致從舊封裝如TO-220和 DPAK封裝轉(zhuǎn)向較新的封裝，例如安森美半導(dǎo)體的SO8FL（PQFN 5 mm x 6 mm）。除了封裝之外，MOSFET 的導(dǎo)通電阻R_DS(on）至關(guān)重要，安森美半導(dǎo)體在SO-8FL 封裝尺寸提供極低的R_DS(on）。

2  工業(yè)電機(jī)的趨勢 

工業(yè)電機(jī)方面，一直不斷地推動(dòng)開發(fā)和安裝更高能效的電機(jī)。政府能效標(biāo)準(zhǔn)是持續(xù)推動(dòng)高能效的主要?jiǎng)恿?之一，例如中國最近的房間空調(diào)能效國標(biāo)（GB 214552019）。為達(dá)到最新的高能效目標(biāo)，電機(jī)需要電動(dòng)換向電機(jī)，或可變速驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這些驅(qū)動(dòng)器至少需要6個(gè)IGBT或其他電源開關(guān)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。過去幾年市場在推 動(dòng)更高集成度，尤其是把IGBT和門極驅(qū)動(dòng)器集成在一起。對(duì)于這些應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體提供領(lǐng)先的智能功率模塊(IPM)產(chǎn)品陣容。市場希望這種集成可提高IPM的功率能力，安森美半導(dǎo)體提供能驅(qū)動(dòng)達(dá)10 kW功率的模塊。 

此外，強(qiáng)固和高質(zhì)量是工業(yè)電機(jī)設(shè)計(jì)人員最關(guān)注的。工業(yè)電機(jī)的常見方案是在轉(zhuǎn)換器、逆變器和制動(dòng)器（C-I-B）架構(gòu)中使用凝膠填充或外殼模塊。由于這些類型的模塊不是密封的，因此在腐蝕性環(huán)境中容易發(fā)生故障，如見于某些工業(yè)應(yīng)用。為解決此問題，安森美半導(dǎo)體開發(fā)了轉(zhuǎn)模(Transfer-Molded)功率集成模塊 (TMPIM)。TM-PIM系列可用于C-I-B架構(gòu)，并采用轉(zhuǎn)模封裝技術(shù)，與IPM一樣被密封。與采用凝膠填充/外殼的模塊相比，TM-PIM除了被密封外，還提供了3倍的功率循環(huán)能力和10倍的溫度循環(huán)能力。TM-PIM系列產(chǎn)品的強(qiáng)固性和質(zhì)量的提高，將使工業(yè)電機(jī)行業(yè)能夠持續(xù)改善驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行時(shí)間，從而提高工廠的效率。

本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第03期第10頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。