从过去的弯背人猿到现在的直立人类,这样的演变过程我们称之为演化。而不只是人类,这样的演化也同样在科技领域发生着,特别是手机最为明显,从体积庞大的黑金刚,到功能小巧的多媒体智能手机,现在的手机尽管体积更为缩减,但功能却更多样化,例如实时网络,甚至超越计算机的功能。
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更好的马达驱动器,将提供更好的使用效率与经验。 |
放眼目前全球各类洗碗机、空调和风扇等小型电机,功耗占全球总能耗的50%。随着这些家用电器的消费需求日益成长,必须要有能提升效能的电源解决方案,才能拥有更加环保、更加美好的未来。
马达驱动器三大趋势
Fairchild资深应用工程师钱世昌指出,马达控制器的发展也依循同样的演化轨迹,不断地进步。如同手机一样,马达控制器从过去庞大的体积、非常差的效率,演变至今体积更小,效率也更好。就马达控制器的市场发展趋势来看,目前大部分客户都是以提高驱动器的价值与降低制造成本为导向,这其中效率、小型化与可靠度,就扮演着非常重要的因素。以效率来说,能做出符合效率需求的产品,就可以提高产品的价值。例如能达到ERP的规范时,产品的价值就能提升。
另一方面,高效率的产品也可使产品小型化,进而降低成本。有时候高效率也能让产品的品质更加可靠,小型化可以减少材料的使用,来达到成本的降低,可靠度有时候也是一种提高价值的方法。最后,要驱动产品的价值与成本,额外增加的功能与政府制订的法规,也是不可忽略的一环。
钱世昌说,法规的制订,也是让产品提高价值的方法之一。未来产品的能效都会受到法规的限制,例如125-500KW的风扇、小于12KW的冷气、大于30W的通风设备、水泵、工业马达等耗能产品,欧洲都有针对现在与未来的应用提出相关规范。而目前包括水泵、风扇马达等小功率马达,也都会受到能效规范的影响。
快捷SPM7马达驱动器
小型马达的应用,会受到能效规范的影响,此时,提出一个适合小型马达控制器的电子零件解决方案,就是非常重要的方向。但小于100W的马达控制器如何达到小型化?其中功率模块就是很重要的电子组件。Fairchild提出一系列命名为SPM7的产品,这是一种使用Power-QFN包装的功率模块,其体积为12.9mm×12.9mm×1.3mm,这种产品使用在100W以下的马达控制器,可使产品更轻薄短小。
在每个SPM7的芯片封装中,都有6颗MOSFET,与1个可以驱动六个晶体的闸极驱动器。其MOSFET是采用兼具强健与高效率的UniFET,这种架构可以承受10μs的短路时间,让驱动器的开关在异常状态下还能不易损毁。另外,较低的突波电压,能使得驱动器得到较好的EMI表现。而内建的温度感知器,能提供MCU完整的温度监控,并以模拟电压的方式输出。SMP7其他的优势还包括完整的保护功能,包括过电压、过电流保护等。
Fairchild还提出了完整的模块解决方案,这些优势包括效率、小型化与可靠度。在效率方面,Fairchild能提供各种包装类型的功率模块,让客户能有效率地找到最适合的解决方案。在小型化方面,不管各种功率的范围中,Fairchild能依据客户需求提供体积最小的解决方案,例如SMP7在100W以下的马达驱动器中,就表现出绝佳的功率密度。
至于在可靠度上,SPM7在开发阶段都经过严密的仿真与测试分析,在客户端可以提供质量最良好的产品与技术支持,同时我们也在网络上提供简单的仿真系统,让客户能再开发产品的初期,至网页上使用软件仿真产品的开发与分析,以选择出最适合的解决方案。
Fairchild开发的FSB70xxx 系列高级Motion SPM 7模组,可以协助设计人员应对这些需求。这些模组针对100W以下的小功率电机,提供超过44%的轻负载效率、强健的模组导通保护功能以及出色的热效率特性,结至外壳热效率提高12%。
此外,FSB70xxx系列集成具有整合栅极驱动功能的内嵌MOSFET(FRFET 技术),可降低EMI和损耗,同时还提供多种模块内部保护功能,包括欠压锁定、热监控、故障报告及互锁功能。
FSB70xxx 系列能够实现简单、紧凑、高性能、更可靠的小型电机控制系统设计, 且采用高性能PQFN封装,可节省一半的电路板空间,这对于空间受限的应用尤为重要。而利用免费的在线损耗计算工具,工程师可以迅速了解这些特性优势如何改善其设计。
主要功能
全功能、高性能逆变输出级,用于交流感应、无刷直流(BLDC)和永磁同步电机(PMSM);
针对低电磁干扰进行优化;
HVIC内嵌温度感测功能,用于监控温度;
低侧MOSFET的独立源极开路引脚用于三相电流感测;
高电平有效接口,适用于3.3 / 5 V逻辑、施密特触发脉冲输入;
栅极驱动HVIC,具有欠压保护和互锁功能;
隔离额定值: 1500 Vrms/分;
湿度敏感等级(MSL) 3;
通过UL第 E209204 (UL1557);
符合 RoHS 标准。
主要应用
空调、室内/室外风扇、洗碗机、落地扇/吊扇、小型泵、小功率交流电机驱动