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      從先進器件到系統級方案 羅姆傾情助力工業電機設計

      2021-02-02 15:19:36 中文科技資訊 分享

        作為全球能源消耗的重點產品,各類電機消耗了全球一半以上的電力資源,足見電機應用在整個社會運轉中的重要作用,特別是在各種數字化產業升級趨勢的引領下,功能越來越強大的電機系統在工業應用中發揮著越來越重要的作用。因此,如何實現更高效更節能的電機系統對整個工業系統的運行效率和成本效益起著決定性的作用,對整個世界的節能環保同樣意義非凡。

        工業電機是電機應用的關鍵領域,沒有高效的電機系統就無法搭建先進的自動化生產線,由于應用條件比較苛刻和對性能要求比較嚴格,設計復雜的工業電機系統涉及眾多元器件產品,不同產品在整個系統中各司其職,共同打造出高效可靠的完整電機解決方案。對典型的工業電機系統來說,除了標準的電機控制單元之外,功率器件決定著系統的能效,控制電源能夠確保系統的可靠性,傳感器則能大幅提升系統的自動化和智能化,出色的電機系統同樣離不開這些器件的協同工作。

        為了滿足用戶的全新需求,羅姆不僅提供各種先進的電機系統用先進器件如功率器件、傳感器接口和穩壓器等,還打造了諸多系統級解決方案,助力客戶打造先進的工業電機系統。

        1.高效功率器件助力高效率電機系統

        輸出功率是電機系統最重要的指標之一,輸入輸出功率比則是代表了電機的工作效率,如何充分的提升工業電機系統的能源轉換效率需要充分的提升電機的輸出功率,采用先進的功率器件能夠直觀的提升系統的效率。羅姆的功率元器件產品以各種形式呈現優良特性,并通過能夠發揮特性的解決方案設計,滿足客戶的需求。對于不同的設計特點,羅姆能夠提供從半導體晶圓到芯片,從分立器件到功率模塊等多樣化產品,從而充分的滿足客戶設計要求。

        作為第三代半導體代表性技術,SiC材料的功率器件具有高耐壓大功率等特點,非常適合追求更高的頻率和更高效率的系統,羅姆作為研究SiC材料最早的廠商之一,可以提供內置優良的高電壓、大電流功率元器件的高性能模塊,并且還能提供以芯片、功率封裝、表面貼裝封裝等多種規格的高性能SiC MOSFET和SiC SBD(肖特基勢壘二極管)等產品,即使不斷提高頻率也能維持整個系統的高效率,從而加快了客戶面向工業設備電機的創新。

        除了新材料的SiC MOSFET和 SBD之外,羅姆專為電機及逆變器的節能化開發的PrestoMOS™系列對內置600V超級結MOSFET的二極管進行了優化,其恢復時間(trr)相比于傳統產品減少了80%,同時可以有效降低開關損耗、提升電機系統的再生性能,降低電機系統的EMI噪聲,抑制制動時的逆起電壓。

        另一方面,羅姆的650V耐壓快恢復二極管,可以安全抑制制動時的逆起電壓,并通過反復改進軟恢復特性,提供了恢復時間與正向電壓折中的特性,易于實現電機系統的低EMC噪聲。特別的,羅姆根據實際不同的需要,提供了突出軟恢復并實現包括振鈴在內的低噪聲化的“低正向電壓/超低噪聲系列”和通過實現高速恢復降低了恢復能量的“高恢復時間/超低噪聲”系列,滿足客戶的不同系統設計需求。

        此外,羅姆還提供柵極驅動器和內置絕緣元件的柵極驅動器系列產品。通過以多通道柵極驅動器緊湊的構成逆變器驅動電路,可以安全的構建半橋應用,從而防止高邊和低邊同時開路,通過提供1200V高邊浮動耐壓,助力客戶開發安全性和功能性兼顧的電機系統。特別的,羅姆提供內置自舉二極管的BS2132F產品,在以6通道高邊和低邊構建緊湊的系統的同時,可以根據系統設定過電流檢測值,從而提高系統安全性。內置絕緣元件的柵極驅動器產品方面,羅姆可以提供3,750V絕緣耐壓的驅動器,并以超薄封裝實現系統的小型化。而具有2,500V絕緣耐壓以及多種安全性能的產品系列,可以通過監視柵極狀態檢測功率器件的驅動異常,并通過溫度關斷預防熱失控,還能通過軟關斷安全的控制功率元器件,從而大幅提升電機系統的可靠性。

        2.決定電機系統穩定的穩壓器

        穩定是工業電機系統最重要的安全性能指標之一,穩定的電機控制系統首先需要正確且穩定的控制電源,羅姆作為能夠提供功率元器件和電源控制技術的綜合電源系統解決方案供應商,除了提供轉換器、變頻器、控制電路的一級側電源和二級側非絕緣電源用DC/DC轉換器以及輸入+24V絕緣電源之外,還提供了包括參考設計、定制電路支持、變壓器設計支持、從AC/DC到DC/DC的一條路設計支持以及相關電氣特性的測試支持等服務。

        羅姆提供的AC400V~AC690V控制電源用高耐壓一次電源解決方案提供外置SiC MOSFET和內置SiC MOSFET兩種形態,還備有易于進行動作評估的評估套件、應用說明,可以助力客戶的整機設計并擴大了適用范圍。該方案充分發揮了專為工業設備輔助設備電源開發的1700V耐壓SiC MOSFET的高速性和低RDS(on)的一次電源電路與SiC專用高壓輸入AC/DC控制器組合,為客戶提供了綜合解決方案的參考設計。在AC100V~AC240V的控制電源用中耐壓一次電源IC方面,羅姆提供了內置650V/800V MOSFET 的AC/DC轉換器的參考方案,具有輸入AC電壓監測、高精度2次側過壓保護、電流檢測電阻的開路和短路保護以及動態過電流限制等功能,并提供10年供應保障的低EMI LB級別的驅動電路。此外,羅姆還提供了可廣泛應用于商用電源(AC90V~AC264V)及DC24V~28V電源用圖的絕緣用控制IC系列,通過選擇直流外置低耐壓的MOSFET或交流外置650V/800V MOSFET,構成適用于輸入電壓的絕緣型開關電源電路。

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      編輯:星天
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