全球功率半導體及管理方案廠商-國際整流器公司(International Rectifier),日前表示該公司開發出至今集成度最高的智慧功率模組。這款iNTERO可程式化隔離智慧功率模組 (PI-IPM),可在單一封裝內把功率平台整合於嵌入式驅動器機板,板上更配備一組可程式化數位訊號處理器。全新PI-IPM模組可提供完全整合、靈活及高性能的解決方案,適用於15kW以下的三相、交流感應式及無刷式直流工業用和伺服馬達,並能減低馬達驅動器功率平台、相關控制及周邊裝置的設計時間、成本和風險。新元件編號為PIIPM50P12B004,額定值為1200V和50A,內含三相變頻器所需各種功率半導體及一個可程式化40 Mips數位訊號處理器,並具備電流感應、隔離、柵驅動器及功率平台保護功能,可直接介接馬達驅動器主機及輸入平台。
IR表示,新模組備有非同步2.5 Mbps串聯埠,能相容可定標連貫介面/IEEE 1596-1992 (SCI)、服務供應商介面 (SPI) 及控制器區域網路 (CAN);同時設有「測試行動聯合組織」(JTAG) IEEE 1149.1標準埠,能介接數位訊號處理器;亦配備隔離式串聯埠,附設觸發通訊號輸入,適用於正交編碼器或SPI通訊。方案內更設有基本應用指令集及先進開發工具。
這套經驗證的集成解決方案,能避免複雜功率系統開發過程中的成本及程序風險,讓設計員一開始便可準確掌握開發成本。iNTERO PI-IPM模組以單一器件取代130個元件,大幅簡化供應鏈的物流運作;同時可減省其他系統成本,如獨立封裝、纜線以至邏輯電路和功率平台的配對成本。
IR台灣分公司總經理朱文義表示:「系統設計員若將iNTERO PI-IPM模組運用於硬體設計,便可專注於控制策略和軟體開發,妥善管理馬達性能,加快產品推出市場的時間。該模組亦有助電子驅動器轉型至變速馬達,當中僅涉及有限的硬件設計投資。設計員可輕易替現有電子驅動器的性能進行升級。」
IR表示,新模組還配備先進的非穿透IGBT及嶄新二極管技術,能在20kHz以下頻率有效減低電流拖尾效應及保持極低的功率損耗。同時,它可提供方形的安全操作區,並設有十微秒短路能力,傳導噪音也極低。設計人員只需採用停滯時間低至五百毫微秒或較光耦合器快十倍的柵驅動集成電路,結合IGBT內減低了的電流拖尾效應,便可發揮高至20kHz的切換頻率。
此外,新模組經過精心設計,既可抑制噪音,亦能降低電磁干擾 (EMI) 過濾器的尺寸,還包含用於IGBT di/dt控制的獨立開/關柵驅動器輸出。由於該模組採用集成配置及精巧設計,因此可靠近馬達,減少連接器及纜線的數量,進一步降低噪音。由於噪音及功率損耗甚低,控制部分可設置於功率平台之上。
PI-IPM模組綜合了強化IGBT技術,同時為所有三相輸入及直流總線提供電壓不足及過壓停機保護,兼具擊穿保護、輸入和輸出訊號的配對傳播延遲功能,以及線對線和接地失誤的全面保護。該模組也能在強制性系統停機前,偵測馬達繞線或纜線連接的絕緣損耗。綜合各項先進功能,足使PI-IPM模組成為市場上最堅固耐用的設計之一。