Optimisé pour les lecteurs de faible puissance nouvelle correction du facteur de puissance (PFC) + inverseur IPM (Intelligent Power Module) est apparu. Ceci est un intégré onduleur triphasé et une impulsion unique ayant une phase PFC SOI (Silicon On Insulator) du pilote de grille, en utilisant une taille unique de la DIL (Dual In line) conditionner le mode de transmission standard.
Grâce à cette nouvelle lutte intégrée, la taille du système et les coûts peuvent être considérablement réduits.
vue d'ensemble
Le circuit interne par nouvelle étape IPM PFC et l'étage inverseur formé. étage inverseur triphasé ayant six 600V noté TRENCHSTOPTM IGBT émetteur de contrôle et de six diodes, et un pilote de grille du circuit intégré SOI, qui fournit un circuit intégré d'amorçage, et une thermistance pour surveiller la température. Émis par un étage PFC TRENCHSTOPTM IGBT nominale 650V commutation rapide et rapide et possède une caractéristique de commutation très mous de la diode de contrôle (Fig. 1).
Figure 1: un circuit interne
Réduction des coûts
La minimisation du coût total est ingénieur les systèmes les plus importants dans le développement de nouvelles considérations motorisés. La prise en compte non seulement le coût des matériaux lui-même IPM, plus le coût des matériaux et des dissipateurs thermiques de PCB, etc., et même le temps de développement des marchés et des produits, sont les principaux facteurs du coût total de l'informatique.
mode de transport compacte standard (taille de paquet et configuration)
Plan du nouveau paquet IPM hautement intégré est représentée sur la figure. Les nouveaux paquets de taille compacte IPM Infineon Technologies CIPOSTM (système de commande de puissance intégré) seulement 21mm x 36mm x 3.1mm taille, la nouvelle UL IPM (UL 1557 Fichier E314539) et les normes RoHS.
Figure 2: Vue extérieure
Un substrat ayant une bonne conductivité thermique en utilisant la technologie DCB (Direct Copper Bonding), sur un substrat est utilisé pour la haute performance thermique. La figure 3 montre une vue en coupe de la nouvelle IPM, comme tous les grands IGBT source et la diode sont montés sur le DCB, pour tirer parti de la capacité de transfert de chaleur de l'emballage. Par conséquent, même une taille de boîtier très compact, la nouvelle IPM peut être une bonne solution pour un maximum de commande du moteur 3kW .
Figure 3: une figure en coupe transversale.
la taille des PCB et des ailettes
(IPM par exemple un redresseur en pont, pour la discrète PFC IGBT, diode de suralimentation séparé et un entraînement motorisé) de tous les éléments semi-conducteurs de puissance sont généralement montés sur un dissipateur de chaleur pour faciliter la dissipation de la chaleur. La figure 4 montre la quantité de PCB et le dissipateur de chaleur peut être réduit en taille, et d'intégrer les semi-conducteurs de puissance discrets et le lecteur à un paquet, le procédé d'assemblage peut être simplifiée et .
(A) et discrète PFC onduleur IPM Solutions
(B) Les nouvelles solutions de lutte intégrée
Figure 4: Configuration monté sur le dissipateur de chaleur
(A l'avant)
(B arrière)
développement plus rapide (carte de référence, les figures. 5 et 6)
La nouvelle conception de circuits et PCB prend beaucoup ensemble d'uvres d'art de temps dans le processus de développement du système. Afin de réduire le temps passé dans ce processus, et de déterminer rapidement si le nouveau moteur IPM peut fonctionner, il a développé une carte de référence. opération de minimum périphérique du moteur peut être monté sur une carte de circuit, les autres signaux PWM, + alimentation 5 / + 15V DC, l'inducteur PFC, circuit intermédiaire condensateur électrolytique, peut être relié par des fils à l'utilisation d'une plaque de référence à partir de l'extérieur de la carte de circuit.
Figure 5: Structure de plaque de référence
Figure 6: Plaque d'application Exemple de référence
Nominale 650V étage PFC
Infineon Technologies Development PFC IGBT en fonction de leurs caractéristiques des deux produits, qui sont à grande vitesse 3 (HS3) TRENCHSTOPTM 5 et une fréquence de découpage de 40 kHz à 20 kHz fréquence de découpage (TS5), comme indiqué dans le Tableau 1. Infineon diode rapide émetteur est optimisé pour contrôler la topologie PFC, en travaillant avec une diode boost TRENCHSTOPTM IGBT, qui combine une faible VF pour réduire les pertes de conduction et de réduire Eon faible Irr IGBT . Tous les appareils électriques ayant une tension nominale de 650 V, et l'instabilité du réseau AC offre une fiabilité et une plus grande durabilité .
Tableau 1: gamme de produits, les cotes et la fréquence de commutation cible
Onduleur caractéristiques de la scène
Inverter scène avec une variété d'onduleur fonctionnement en toute sécurité de la fonction. Ces fonctions peuvent être mises en uvre par un conducteur de porte SOI robuste et une thermistance.
la transmission des signaux VBS = 15V à permettre à la tension VS négative de -11V
Fonction de démarrage intégré
Tous les canaux peuvent lock-out sous-tensions
empêcher la conduction croisée
Au cours de la protection va fermer tous les six commutateurs
Surintensité
Moniteur de température
protection contre les surintensités
tension IPM surveillance ITRIP nouvelle broche, lorsque la tension dépasse VIT, TH + (tension de seuil vers l'avant), le signal de défaut est activé, tous les six IGBT sera fermé. niveau de déclenchement à maximum de courant maximal est généralement fixé à moins de deux fois le collecteur de courant nominal .
Figure 7: Calendrier de protection contre les surintensités
Protection de surchauffe
Pour la protection contre la surchauffe, la thermistance a été intégré dans l'IPM. Résistance généralement à 25 85k, à la résistance 100 de 5.4k (fig. 8).
Figure 8: Relation entre la température de la thermistance
Comme le montre la Fig. 9, ADC, et VFO broche de borne de détection de défaut est directement relié au microcontrôleur, étant donné que la thermistance et ayant une sortie à drain ouvert de la panne sont agencés en parallèle. Par exemple, lorsque la tension d'excursion haute résistance R1 à 100 deg.] C à environ 3.6k, VFO VCRT = 5V lorsque 2.95V (valeur typique), par rapport à la VCRT = 3,3V 1.95V, comme représenté sur la Fig.
La figure 9: le circuit de protection de surchauffe
Figure 10: Relation entre la tension et de la température VFO
Evaluation thermique
La figure 11 est un circuit de test et de formes d'onde de mesure indique l'état de fonctionnement du système de test pour évaluer la performance thermique de la puissance d'entrée de 2kW. Les conditions de travail pour l'unité de commande PFC = ICE2PCS05G, la puissance d'entrée PIN = 2kW, la tension d'entrée en courant alternatif VIN = 220V / 60Hz, circuit intermédiaire de tension VDC = 400V, convertisseur de fréquence de commutation = 5 kHz, la fréquence de commutation de PFC = 20 kHz, la charge RL (R = 13.75, l = 2.96mH, facteur de puissance = 0,99), MI = 0,69, une résistance de grille de la grille résistance Rg = 5.1, de la température ambiante Ta = 25 . Dispositif sous test est IFCM15S60GD, le facteur de puissance d'entrée d'environ 0,995, THD est d'environ 9,78%.
(A. Test du circuit)
(B. Waveform)
Figure 11: un circuit de test et de la forme d'onde de la nouvelle IPM
température du boîtier PFC IGBT à la position du point le plus élevé est d'environ 67,5 , plus haut que les moyens d'inversion. assez IFCM15S60GD pour faire face à plus de 2kW du pouvoir.
(A. Le point de mesure de la température)
(B. température figure)
Figure 12: New IPM (IFCM15S60GD) le point de mesure de température et les résultats des tests
résumé
Le nouveau module d'alimentation intelligent pour les variateurs de vitesse chambre d'air la meilleure solution et la topologie de l'onduleur PFC. Infineon Technologies a toutes les technologies nécessaires et se sont engagés à fournir aux clients des solutions réaliser un compact et efficace pour réduire la taille du système, le coût total et les délais de commercialisation.
