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英飞凌科技工业驱动器的介绍、特性、及应用

来源:HQBUY 发布时间:2022-03-18

摘要: 提供了一个广泛的投资组合的高效半导体优化电机驱动器。


    英飞凌工业驱动提供广泛的高效半导体组合优化电机驱动器。设计者可以依靠英飞凌智能电源模块(IPMs)和离散器件进行低功耗范围的智能设计。对于中功率驱动器,Infineon EasyPIM 、EasyPACK 和EconoPIM 模块是完美的匹配。至于高功率频谱,EconoDUAL 和PrimePACK 是首选的解决方案。这些都与创新的。xt互连技术相结合。PrimePACK模块可以通过提高热和功率循环能力来延长寿命,从而帮助设计者克服过高评价的困境。


    工业驱动



    英飞凌产品组合的亮点包括TRENCHSTOP IGBT7模块,专门为驱动应用程序的需求量身定制。对于通用驱动(GPD)应用来说,TRENCHSTOP IGBT7器件非常理想,可以提高功率密度、可控性和各种经过验证的封装的过载能力,从而获得成本和时间收益。对于高速驱动器和逆变器集成,英飞凌CoolSiC mosfet是一个有吸引力的解决方案,因为他们减少开关和传导损耗,特别是在部分负载条件下。

    与英飞凌功率半导体相辅相成的是英飞凌硅和碳化硅(SiC)器件的栅驱动芯片。英飞凌广泛的EiceDRIVER 产品组合可从基本功能扩展到增强功能。客户可以依赖广泛的硅mosfet电池供电应用,如汽车无刷直流电机,包括英飞凌optimmos 系列。为了完善这一产品并为工业4.0做好设计准备,英飞凌通过iMOTION 、XMC 和AURIX 微控制器支持不断增长的连接需求,并补充了OPTIGA Trust解决方案,以达到最高的安全标准。这些设备可以与英飞凌XENSIV系列的传感器结合,为设计带来更多的感官智能,并实现预测性维护等创新功能。


    工业驱动系统



    Infineon智能电源模块(IPMs)可在CIPOS Mini和高性能CIPOS Maxi IPMs中使用。Infineon CIPOS Mini是一个高效智能电源模块家族,具有高功率密度,4A至30A级产品,内置在单个封装平台中。它集成了各种电源和控制组件,以提高可靠性,优化PCB尺寸和系统成本。CIPOS Mini IPMs采用多种配置,广泛应用于空调、洗衣机、冰箱、吸尘器、压缩机和3kW以上的工业驱动等变速驱动的控制。


    英飞凌离散来TRENCHSTOP IGBT7在一个TO-247封装。该器件是一个硬开关650V, 50A离散器件,内部有一个软EC7二极管。这一价格性能优化范围具有出色的可控性,更好的EMI,同时开关损耗低于前技术。硬开关1200V, 40A TRENCHSTOP IGBT7 S7离散也有一个TO-247封装与EC7二极管内部。它提供了一个低V(CEsat),以在目标应用中实现非常低的传导损耗。该共封装非常软和快速发射极控制二极管有助于降低开关损耗,有助于降低总体总损耗。CoolSiC 1200V, 30毫欧 SiC MOSFET的D2PAK-7L (to -263-7)封装是建立在最先进的沟槽半导体工艺,优化结合性能和可靠性的运行。CoolSiC技术的低功耗,结合1200V优化的SMD封装和XT互连技术。这一特性使驱动器、充电器和工业电源等应用具有最高的效率和无源冷却潜力。


    Infineon电源模块包括EasyPIM ,EconoPACK +,EconoDUAL 3,PrimePACK 和CoolSiC mosfet在Easy 1和2B外壳。EasyPIM 1200V TRENCHSTOP IGBT7基于微模式沟槽技术。1200V TRENCHSTOP IGBT7和EC7二极管提供了强有力的降低损耗和高水平的可控性。EconoPACK + d系列是先进逆变器设计的可靠性和功率密度的下一步发展。EconoPACK +满足了紧凑的逆变器设计、灵活性和在最高可靠性水平上优化的电气性能的需求。EconoDUAL 3是一个中等功率的半桥。这些模块可与TRENCHSTOP IGBT7一代一起使用,将1200V的产品组合从300A扩展到900A。PrimePACK IGBT模块是半桥式的,而具有内部NTC的斩波模块为集成现代转换器提供了专门优化的概念。最重要的优点包括高可靠性和寿命要求,改进的热性能,低杂散电感,广泛的工作温度范围,以及英飞凌的1200V和1700V TRENCHSTOP技术。使用CoolSiC MOSFET的功率模块为逆变器设计人员提供了更多的机会,实现前所未有的效率和功率密度水平。此外,碳化硅(SiC)可根据从45毫欧到2毫欧 R(DS(on))的不同拓扑结构定制应用需求。


    Infineon Gate驱动器有EiceDRIVER X3 Compact和EiceDRIVER X3 Enhanced系列。EiceDRIVER X3紧凑型隔离门驱动器家族包括X3紧凑型1ED31xx家族。该系列配有米勒钳或单独的输出功能。积极米勒钳功能强烈推荐用于SiC MOSFET 0V关断。高达14A输出电流,200kV/µs CMTI,最大7 ns。传输延迟匹配,最大输出电源电压40V。集成过滤器减少了对外部过滤器的需求。EiceDRIVER X3增强型隔离门驱动器组合包括X3模拟1ED34xx和X3数字1ED38xx系列。这些配备了DESAT,米勒钳,软断,和I(2)C可配置。这个高度灵活的门驱动器家族提供了广泛的可配置特性和监控选项。这个特性支持创新的用例,例如预测性维护。


    英飞凌微控制器是32位XMC 工业微控制器Arm Cortex -M,专注于低成本嵌入式控制应用。XMC1000是将传统的32位设计带到下一个水平的首选。该微控制器解决了广泛的应用范围,从典型的32位应用到数字功率转换,甚至磁场定向电机控制。XMC1300系列可以集成无传感器磁场定向控制(FOC)、无刷(BLDC)、有刷直流电机和PMSM电机所需的所有控制和模拟接口功能。


    英飞凌安全元件设备包括OPTIGA 嵌入式安全解决方案。英飞凌OPTIGA 系列安全解决方案旨在轻松集成到嵌入式系统中,以保护信息和设备的机密性、完整性和真实性。这些基于硬件的安全解决方案可以从基本的身份验证芯片扩展到复杂的实现。OPTIGA Trust系列产品包括用于较小平台和可编程解决方案的交钥匙产品,而OPTIGA TPM(可信平台模块)产品是嵌入式PC、移动和计算应用的理想选择。所有OPTIGA TPM产品均符合TCG (Trusted Computing Group)标准。


    Infineon电流传感器包括XENSIV TLE4972-AE35S5无磁芯电流传感器在一个引线TDSO-16封装。它提供了一个模拟传感器信号成比例的测量电流和两个快速过流检测引脚。由于其差分测量原理,它对杂散场具有鲁棒性,适合在易发生电磁干扰的环境中进行电流测量,例如在电机应用中的同相电流测量。英飞凌TLE4972电流传感器符合AEC Q100和ISO 26262安全元件的安全要求,符合ASIL b的安全要求。该要求是为了支持安全关键应用,如牵引逆变器和电池主开关。


    英飞凌开发工具和参考设计提供了几个工具和设计,以帮助工程师找到电机驱动需求的解决方案。英飞凌EVAL-M5-IMZ120R-SIC和EVAL-M5-E1B1245N-SIC是三相逆变板,用于电机驱动应用与我们的CoolSiC mosfet实现。可以使用带有M5 32pin接口连接器的控制板进行操作,如XMC Drive Card 4400。结合这些特点,并演示了碳化硅mosfet在这一应用中的应用。EVAL-M5-IMZ120R-SIC,逆变器,使用TO247封装,EVAL-M5-E1B1245N-SIC使用Easy1B封装。

    EVAL-M1-IM828-A具有IM828-XCC,这是CIPOS Maxi系列产品之一,它结合了6个1200V CoolSiC mosfet和一个优化的6通道SOI门驱动器。它是优化的工业应用,如加热,通风空调(HVAC),风扇电机,泵和电机驱动器的功率因数校正。EVAL-M1-IM828-A是为了在应用CIPOS Maxi IPM的最初阶段为客户提供支持而开发的。与配备M1 20pin接口连接器(如EVAL-M1-101T)的控制板相结合,展示了我们用于电机驱动的CIPOS Maxi SiC IPM技术。

    参考设计REF-22K-GPD-INV-EASY3B是用于三相400V交流电网的工业电机驱动器,额定功率为22kW。这个参考设计是一个通用的驱动开发的应用,如泵,风扇,压缩机,传送带。它的设计外观和感觉就像一个典型的驱动器,包括EMI滤波器、预充电和电容组、隔离电源、电源模块、控制器和带风扇的散热器。它可以直接在三相电网上运行,使我们的技术,如IGBT7、栅极驱动器、电流传感器和控制技术在一个系统中快速评估,提供一站式解决方案。

    XENSIV PAS CO2 Sensor2Go评估试剂盒是为了快速、简单地评估英飞凌革命性的光声光谱(PAS) CO(2)传感器。Sensor2Go评估套件可以与PAS CO2迷你评估板结合使用。


    IGBT7技术特性



    英飞凌IGBT7技术满足了电机驱动系统的独特和特殊要求。有了正确的IGBT技术,就有可能创建位置更好的模块来满足这些需求。英飞凌在这一代IGBT技术(IGBT7)中采用了这种方法。在芯片水平上,IGBT7使用微模式沟槽(MPT),其结构有助于显著降低正向电压和增加漂移区电导率。对于开关频率适中的应用,如电机驱动,IGBT7显著降低了前几代的损耗。


    碳化硅的解决方案



    英飞凌CoolSiC mosfet为日益增长的伺服电机需求提供了解决方案。这些设备能够将精确的运动控制与高扭矩水平结合起来,这使得它们非常适合自动化和机器人。凭借其制造专业知识和长期经验,英飞凌开发了一种SiC沟槽技术,该技术提供了比IGBT更高的性能,但具有同等的鲁棒性。英飞凌的CoolSiC mosfet还解决了SiC器件固有的潜在问题,如不必要的电容开启。

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