Главная » » Новые возможности электронной технологии власти
21:41
Новые возможности электронной технологии власти
Применение интеллектуальных модулей мощностью 1 необходимо
Применение силовой модуль помогает достичь надежных мощных топологии интегральных системы. Интеллектуальный блок питания будет дискретных силовых полупроводниковых приборов и диск в пакет, можно сократить время проектирования и усилия, затрачиваемые обеспечить, чтобы его продукты надежного электропитания электронных компонентов. Такая интеграция может сократить время выхода на рынок.
В силовой электроники, импульсный источник питания занимает важное место, и процветания современной электроники власти и импульсный источник питания (особенно высокой частотой переключения питания) тесно связан с развитием технологии высокочастотной находится в центре внимания современных силовых электронных технологий. Однако, применение современных высоких частот переключения питания и быстрого расширения пространства, обратили свое внимание на высокой частоте преобразования, в лице современных силовых электронных технологий, многие новые области применения были разработаны в горячих точек и выберите высокой частотой переключения питания (DC / AC .)
В потребительской электроники и общепромышленного применения, области приводной двигатель малой мощности, с помощью переключателя режима (трансфер-формованных) пакет интеллектуальный модуль питания текущей тенденции.
В этих приложений требует очень важно высокочастотных мощных высоконадежных импульсный источник питания. Согласно современным власти электронных технологий на цепи питания высокой частоты должны быть интегрированы, умный и модульные другая характеристика, глядя на текущем рынке, применение интеллектуальных модулей власти является обязательным условием.
Сегодня, интеллектуальный силовой модуль охватывает диапазон мощностей 0.05kW на 7 кВт, компактный, функциональности, надежности и экономической эффективности. Благодаря использованию прямых связанных меди (DBC) подложки передачи формованных упаковки, не только может улучшить плотность мощности и может быть реализовано в одном пакете в трехфазный инвертор, SRM диски и коррекции коэффициента мощности, а также различные топологии схемы. Этот интеллектуальный модуль мощностью от основной технологии (IBGT технологии) и ее применение для анализа внедрения.
2, основные технологии Intelligent Power модули
2.1 Новые технологии IBGT
Серия интегрированных модулей мощности IBGT новые технологии для достижения рейтинг особенности продукта и отраслевых стандартов, и переключения приложений производительность превосходную прочность и твердость. Потому что модульные функции системы, такие как DBC подложки, пластиковые конструкции, чип макета и гель покрытия, решение в любой среде есть очень хорошие показатели.
Поскольку технология IGBT, интеллектуальный модуль мощности (СПМ) серии постоянно претерпевает модернизации. С введением правил субмикронных дизайн, не только для ускорения частота чипа снижается размер, плотность тока значительно увеличилось. Последнее поколение IGBT чипа выключения потери и напряжение баланса падение напряжения между лучшую производительность, обеспечивая при этом достаточно SOA. Рисунок 1 показывает улучшение IGBT технологии. Очевидно, V5 IGBT устройств с отличной производительностью, выключения и потери напряжения малы, что могут в меньшей увеличивает пакет мощности.
Рисунок 1 усовершенствования технологии IGBT
Маломощные операции часто требует быстрее скорость переключения, что вызвало увеличение восстановления текущих и DV / DT увеличивается, принесет больше электромагнитные помехи (EMI), высокого напряжения от всплесков напряжения и тока утечки из двигателя. В серии РП, EMI был рассмотрен вопрос, и оптимизированный дизайн затвора, за счет высокой скорости переключения контролировать скорость переключения комплексных IGBT. Именно из-за IGBT имеет низкое падение напряжения, общее энергопотребление может быть сохранена без изменений, в то время как для достижения низких характеристик EMI. Кроме того, для того, чтобы лучше защиты от электростатических разрядов, между затвором и эмиттером использоваться имеет достаточно зажимая напряжение несколько спина к спине диодов. Использование интегрированной защиты диодов, интеллектуальный модуль власти отраслевой стандарт уровня ОУР.
2,2 Интеллектуальный блок питания на привод IC
Потому что причин для экономически эффективной, высокого давления IC (HVIC) и низкого напряжения IC (LVIC) необходимо разработать лучшие черты, особенно подходит для потребительской электроники инвертор привода. В разработку входят: тонкая технология процесса с меньшими размеров кристалла; от прямого привода контроллера 3V кормили микрополосковая эффективной "высокого уровня" интерфейс; низкое энергопотребление, более высокая помехозащищенность; против изменения температуры лучше стабильности и так далее.
Одной из особенностей является встроенная в HVIC высокой смещение функции, как показано на рисунке 2. Возможность ввода с ШИМ высокого микроконтроллера устройства мощностью стороны непосредственно конвертировать. Кроме того, использование внешней зарядки конденсатора назад CBS, В. Б. может управляться с одного органа власти интеллектуальный силовой модуль.
Рисунок 2 высокого стороны водителя конфигурации
С другой стороны, HVIC чувствительны к внешним шумом, поскольку сигнал через SR защелки импульсный сигнал и преобразовывать. Для этого импульса диск HVIC, высокая DV / DT переключения переключателя привод IGBT является наиболее опасным типом. Предполагая, паразитной емкости от стока, чтобы увидеть LDMOS является CM, высокие стороны IGBT включения DV / DT является DVS / DT, CM должны использовать большой ток зарядки для стока LDMOS напряжения Б. следовать быстро меняется напряжение, напряжение загрузки конденсатор КОС и VS. Большой зарядный ток в R1 и R2, вызывая чрезмерное падение давления, так ложных срабатываний SR защелки.
Для того чтобы преодолеть чувствительность к шуму, развитие уникальной топологии Canceller шума показано на рисунке 2. V / I преобразует преобразователь преобразует выходной уровень информации. Высокая DV / DT шума общего режима, V / I преобразователем даст тот же результат. Однако, для нормальной работы, V / I преобразователем выход отличаются друг от друга, потому что только один из двух LDMOS работать в нормальной работы преобразователя государственном уровне. Это можно легко определить V / I выходе преобразователя существует из-за шума. После шума компенсатор для выявления общих вторжения шума режиме, он будет поглощать V / I преобразователем тока на выходе. Тогда, V / I преобразователем напряжения реконструкции сигнала. Сигнала от V / I преобразователем выходной ток, в Б. и В. С. качели между шин питания. Наконец, усиленный сигнал для SR защелки.
V / I и I / V преобразования В. С. Еще одним преимуществом является предоставление отрицательное напряжение больше не доминируют пороговое напряжение цепи. Благодаря своей уникальной топологии, HVIC показывает отличную помехозащищенность и может выдержать до 50V/ns высокой DV / DT шум, и расширенный рабочий диапазон отрицательное напряжение, и достигли VB = 15В С. =- 10В.
LVIC ответственность за защиту всех обратную связь с микроконтроллером. Обнаружение и контроль за ее напряжение питания схемы защиты, LVIC температуры и с внешними сопротивления шунта IGBT ток коллектора, и IGBT в неправильном состоянии прерывания работы. Защита должна быть независимой от температуры и напряжения питания.
Сигнал ошибки используется для информирования системы защиты контроллера функция активирована. Ошибка выходной сигнал имеет уровень открытой конфигурации коллектора. Как правило, вырвать с нагрузочного резистора 3,3 до 15В. При возникновении ошибки, ошибки линии низкая, низкая стороне IGBT ворот все нарушается. Если ошибка вызвана от перегрузок по току, на выходе будет появление импульса, а затем автоматически сбрасывается. Предпочтительный продолжительность низкий сигнал в зависимости от его применения, например, первый выбор для бытовой техники несколько миллисекунд, но первый выбор в промышленности с низкой продолжительности сигнала (1 ^ 2) раз частота переключения IGBT. IBGT технологии с новым примером интеллектуального модуля питания, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 IBGT технологии новые интеллектуальные карты модуля питания
Система состоит из бортовой сети и панель состоит из двух пластин, соединенных по интерфейсу 6-провод для обеспечения мощности и низкие помехи между сигналами. Прямое использование электроэнергии платы источника питания (так как плата оснащена умножитель напряжения, может быть подключен к 120V или 220V электроэнергии), или использовать внешний источник постоянного напряжения, низкого напряжения вспомогательного источника питания также установлены в силу борту, с применением номинальное напряжение выше, чем 50VDC работы.
Полумостовой выпрямитель с возможность ввода инвертор трехфазный, ниже на состоянии падения напряжения (VCE (Sat)) и Крес / CIES отношения, супер-мягкие ультра-быстрых параллельных диодов обратного восстановления скорости до 70 кГц, нового поколения толерантности параметра распределения продукции малых, монтаж одного винта, не горячие точки на чипе, сильноточных отрицательным температурным коэффициентом Дополнительный модуль резистора.
Эти системные платы предназначены для людей, которые нуждаются в шесть или шестиступенчатой связи ШИМ-сигнала (синус модуляции) выход из областей применения, таких как 3-фазного переменного тока двигатель с постоянным магнитом или безщеточный (синусоидальной ведущие) контроля; однофазные и трехфазные ИБП.
2,3 Intelligent Power модуль загрузки диода технологии
Потому что в дополнение к основной трехфазный инвертор топологии, более тесной интеграции является одной из задач, стоящих перед. В связи с интегрированной диод загрузки, кажется, подходящее устройство. В самом деле, на рынке появилось несколько встроенных в продукты загрузки диода, но с технической точки зрения, таким образом, немного отличается. Одним из них является использование высокого давления на терминал HVIC ссылку региона загрузки диода. Оценка по 100 Вт его применение ограничено следующими приложениями малой мощности, потому что таким образом имеет большое падение напряжения и бедными динамики. При мощности около 400 Вт, с использованием дискретных FRD как бутстрапа диода, но из-за его размер пакета ограничен, нет последовательного сопротивления (RBS), поэтому потребность в большой зарядный ток для специального лечения, особенно в начальной зарядки период. Приложения выше 400 Вт, наиболее распространенных приложений является разделение FRD и комбинация дискретных резисторов (см. рисунок 2). Единственным недостатком такого подхода является большое пространство и соответствующие увеличения издержек производства.
Интеллектуальный силовой модуль в настоящее время новый дизайн с использованием загрузки диода, целью является сокращение размера чипа и доступ к умеренным прямого падения напряжения, для получения эквивалентного сопротивления серии 20Ω роль. Падение давления эквивалентно сопротивления и общего FRD. При этом определенное преимущество загрузки диода, для достижения более интегрированных при сохранении низкой стоимости.
2,4 пакет Intelligent Power модуль
Интеллектуальный силовой модуль пакета является использование ИС и БИС технологии упаковки продуктов режим преобразования для улучшения стоимость, при одновременном повышении термоциклировании и выключения / включения питания надежность упаковки. С пластиковой или эпоксидной смолы случае с общей силовой модуль, он имеет относительно простую структуру, чип власти IC и установлен на медь привести рамки, подложки материала, связанного с базы, и, наконец, в эпоксидной литье . И деформируемого основания с существующими преимуществами в пакете Mini-DIP интеллектуальный блок питания для достижения 600V 3A до 30А мощности, сохраняя при этом разводка платы контактный и ценовой конкурентоспособности. Это производные продукты для различных приложений, таких как коррекцией коэффициента мощности, включена нежелание двигателя.
3 практический полный мост постоянного тока в переменный высокой частоте преобразования энергии например модуль смарт-
Интеллектуальные силовые модули (DC-AC) (см. рисунок 4 ниже), применение НП власти США устройств и чипов производственный процесс. Пользователи могут непосредственно использовать его простой и удобный дизайн и сочетание различных видов энергии высокочастотного переключения питания в.
3,1 Технические характеристики
Рисунок 4 на основе анализа внутренней структуры модуль для очистки.
Рисунок 4 Новые DC / AC полный мост умной силы модуля диаграммы структуры ВЧ
⑴ имеет более мощные схемы управления питанием (чип управления питанием), а также поддержку защиты нынешней власти ШИМ типа.
Так называемый текущий режим сравнить вклад в датчик непосредственно на выходной ток сигналов по сравнению с усилителя ошибки контролировать пик выходного напряжения текущего отслеживания ошибок. Этот метод управления может улучшить переключения напряжения питания и регулирование тока, для улучшения переходной характеристики системы. Текущий режиме PWM также подавление переизбрания импульса схемы, исключая выход появится в возможность в течение двух последовательных импульсов. Это половина моста или полной мостовой схемы переключения цепи питания может надежно работать чрезвычайно важно. Напряжение типа PWM в общем нарушения, часто выход там, Есть два последовательных перекрытия импульсов, что приводит мостовой схемы и сгорел через силу трубки. PWM вольт-шлейфа в соответствии с осуществлением текущей сигнал, посланный одно испытание, сигнал большой один за другим над предела, когда полное отключение защиты. (В этот момент начинают быть отключена, или мягкого старта задержки 3 сек.)
⑵ IC блока управления включает в себя изоляцию импульсного трансформатора, а не
В половине моста или полной цепи моста в цепи и с низким уровнем конца высокого класса диски не доступны для земли, общей изоляции трансформатора импульс. При частоте нескольких Гц до сотен изменений кГц, общий импульсного трансформатора не является компетентным. Цепь IC драйвер с помощью вышеупомянутых проблемы не существует, присущей мертвую зону, чтобы предотвратить прямой сигнал, он может поглотить тотем мостовой схеме полюс схемы "эффекта Миллера".
⑶ использованием полного моста DC-AC преобразователь
MOSFET с отличной производительности или IGBT, сопровождается общественного доступа к сайту на 0.1Ω текущий зондирования резистор, он может преодолеть любые смысл внутреннего или внешнего моста от перегрузок по току, короткого замыкания, тест сигнал, посланный для защиты вторичных Окружной судья регулировать или ограничивать защиту. И 4 × 1500pf конденсаторы, катушки индуктивности может быть выход в серии 1MH нулевом напряжении свою очередь, выключите резонансного контура (ZVS).
⑷ P1 текущий зондирования, для достижения постоянного тока управления
Будет проходить через первый этап текущего зондирования детектора P1 образцы отправлены до 9 футов, 8 ног после корректировки могут быть отправлены на постоянном токе управления.
⑸ потока с вспомогательной цепи питания защита электропитания для PWM и вспомогательные работы
Обратная связь с самого начала питания и внутреннего состава, которая требует напряжения от 20В-500В на работу. (Как правило, в AC 350V-360V 220V выпрямленного напряжения постоянного тока работы).
Знание ее внутренний модуль анализа структуры, которая значительно уменьшить или преодолеть после-класса (DC-AC) разделение вызвано проблемы производства смеси и управления питанием отладки пробоя или жжение и других бед. Только облегчения использования PIN модуля, вы можете достичь функциональных постоянного тока в переменный.
⑹ Размеры (щедрый) по адресу: 115мм × 66мм × 23мм.
⑺ модуль должен быть установлен в самом разгаре, когда на доске.
3,2 DC-AC Power Conversion модуль высокой частоты трансформатора интеллектуальных расчетные формулы
постоянного тока AC-модуль, поскольку многих областях, но наиболее полезными для трансформатора высокой частоты, ниже расчетные формулы и примеры.
Где:
E = U1 до первичной обмотки трансформатора тока; N1 является витков первичной обмотки; F рабочая частота трансформатора; S ядро эффективная площадь; Коэффициент 4.44 (синусоиды) или 4 (прямоугольные волны).
3.3 Использование особенностей
Интеллектуальный силовой модуль максимальный ток 20А, построил четыре IGBT, L для низкое рабочее напряжение максимум модуля 500В, H для высокочастотных модулей.
Его характеристики: полный мост мощностью (встроенный IGBTX4); Рабочая частота регулируется: Серия L 5 Гц-1000 Гц, серии H 10 кГц-150 кГц; выход импульса регулируется от 1% до 85% от площади распространения пульсовой волны, мощность установка регулируемые, установка значения ширины импульсный выход, адаптации к широкому напряжения 10В диапазоне ~ 100В (L серии), 20В ~ 500В (серии Н); широкий спектр защиты, могут быть использованы в качестве расширения диск большой мощности; старт 3 секунды плавного пуска, из строк доступ к индуктивности, может быть нулевым напряжением свою очередь, выключения резонансный контур (ZVS); модуль используется для управления мощностью MOSFET или IGBT, его трансформатора связанных ширина диска импульса может быть любой водитель.
4 практических полный мост высокая частота DC-AC силовой модуль Intelligent Application Примеры
Полный моста постоянного / переменного тока высокой частоты преобразования энергии модуль IPG (как последний этап) и PF1000A-360 типа AC / DC Power Conversion модуль (как прежнем уровне) в сочетании с высокой частотой власти после T импульсного трансформатора, с сочетанием в новой модульной высокой частоты (22-25) кГц, высокого напряжения (100V-120V) мощность (1000 Вт) импульсный источник питания, и как ультразвуковой генератор (или источник) и преобразователя в разругались сочетание трубопровода ультразвука высокой интенсивности стиральная машина. После новой высокой частоты высокого напряжения переключения дизайн питания сделать анализ внедрения.
4,1 Модульная высокой частоты (22-25) кГц высокого напряжения (100V-120V) мощность (1000 Вт) высокочастотных переключения дизайн питания
⑴ технические требования
Входное напряжение: AC 220V; выходного импульса напряжения: амплитуда 100V-120V, частота F на (22-25) кГц ± 1%, рабочий цикл D, регулируется 0.4-0.5; Мощность двигателя: до 1000 Вт; выходной высокочастотных сильноточных Светодиодный дисплей может быть использован, рабочая частота F может быть Светодиодный дисплей; импульса выходного напряжения через LC резонансный контур должен быть в ультразвукового преобразователя для получения двух терминалов высокочастотных (22-25) кГц высокого напряжения синусоидальной волны.
⑵ высокой частоты высокого напряжения электропитания переключения питания конструкция блок-схема
Электрическая схема показана на рисунке 5, конкретное описание выглядит следующим образом.
Рисунок 5, новая модульная высокочастотного (22 ~ 25 кГц) высокого напряжения (100V ~ 120V) мощность (1000 Вт) переключения диаграммы питания
Как видно из рисунка 5, импульсный источник питания от предыдущего уровня PF1000A-360 IC1 типа AC / DC силовой модуль преобразования и IC2 этапе после DC / AC ИПМ-4М модуль связан с высокой частотой мощных T импульсного трансформатора, и трех других некоторые с сочетанием ультразвуковой машины очистки труб, что является источником сигнала (ультразвуковой генератор).
⑶ PF-1000A-360 типа AC-DC Power Conversion модуль содержит краткое введение
① модуль PF-1000A-360 типа AC-DC преобразование модуля характеристики: входное напряжение AC 170V-265V, выходное напряжение 360V, выход постоянного тока 2.8A-4.2A; мощность 1008W-1512W, типичные Пусковой ток 60А, минимальный коэффициент мощности 95%, точность выходного напряжения ± 2%.
② модуля функции: Вы можете достичь коэффициента мощности и гармонических коррекции, КПД до 95% или более. С защитой от перенапряжения, тепловая защита и защита от перенапряжения входной цепи защиты. Модуль в силовой цепи и цепи управления вместе, простота в использовании. R1-внешних перенапряжений резистор для ограничения тока, просто использовать его, чтобы ограничить власть импульсный ток при подключении, если он подключен, модуль должен работать на самом деле R1 (4.2Ω/2W) должна быть температура F3 предохранитель (250V 2А 130 ℃) конкатенации фазы (см. рисунок 4).
Габариты (длина х ширина х толщина): 146мм × 86мм × 125мм.
Модуль должен быть установлен в самом разгаре, когда на доске.
4,2 мощных высоковольтных (100V ~ 120V) Частота (22 ~ 25 кГц) синусоиды для достижения
Когда мощного импульсного трансформатора Т вторичной N2 100V ~ 120V выход импульса напряжения на LC резонансный контур (L является регулируемой индукции высокочастотной катушки, С эквивалентной емкости ультразвуковой датчик, который состоит из LC резонатора, как показано на рисунке 4, пунктир правом верхнем углу), высокочастотные катушки индуктивности L, регулируя резонатора может быть ряд резонансных, резонансная частота f 0 является естественным преобразователя частоты и емкости С (датчик) на обоих концах будет высоким после резонансной частоты (22-25) кГц синусоиды, как показано на рисунке 4, правом верхнем углу. Достигнутые за весь процесс снова с AC-DC от DC-AC высокой частоты (22 ~ 25) кГц, высокого напряжения (100V ~ 120V) мощность (1000 Вт) выходной.
