【導讀】電機在現代生活中無(wú)處不在，從氣候控制、電器和商業(yè)制冷到汽車(chē)、工廠(chǎng)和基礎設施。根據國際能源署(International Energy Agency)的數據，電機占全球總電力消耗的45％，因此電機驅動(dòng)電子產(chǎn)品的可靠性和能效會(huì )對世界各地及各種應用的舒適性、便利性和環(huán)境產(chǎn)生影響。
一種提高電機驅動(dòng)系統能效的方法是，用變速驅動(dòng)器代替在50 / 60 Hz交流線(xiàn)路電壓下驅動(dòng)的單速電機，從而實(shí)現電機的電子速度控制和更高的驅動(dòng)能效。與開(kāi)/關(guān)調節方法相比，變速控制還可以提供應用層面的高能效。
先進(jìn)的電機驅動(dòng)系統的核心是逆變器級，它接收輸入的直流電并將其轉換成交流電壓，頻率以所需的速度驅動(dòng)電機。逆變器含三個(gè)半橋，如圖2所示。逆變器的每個(gè)半橋相都有一個(gè)高邊和低邊開(kāi)關(guān)，視乎應用需求，可以是硅功率MOSFET，IGBT，碳化硅（SiC）FET或氮化鎵(GaN) 高電子遷移率晶體管(HEMT)。
圖2：3相逆變器
例如，轉動(dòng)泵或風(fēng)扇，輸送電機或機械臂的要求是不同的，工業(yè)應用將利用不同的電機技術(shù)來(lái)適應每種情況：交流電機，有刷或無(wú)刷直流，永磁同步電機(PMSM)或開(kāi)關(guān)磁阻為例。
無(wú)論應用和技術(shù)的范圍有多廣泛，如果我們探討工廠(chǎng)環(huán)境，驅動(dòng)系統始終需要滿(mǎn)足以下基本的共同要求：
● 高能效和可靠性
● 安全可靠性和集成度
● 耐用和出色的熱性能
開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足所有這些要求的高效可靠的電機驅動(dòng)器復雜且耗時(shí)，但是借助安森美半導體的新的電機開(kāi)發(fā)套件(MDK)，使這變得簡(jiǎn)單。這綜合原型平臺包括通用控制器板（UCB），它連接到擴展的電源板選件以創(chuàng )建一個(gè)快速啟動(dòng)平臺來(lái)運行您的電機，從而在設計任何硬件之前對系統進(jìn)行快速測試、評估和優(yōu)化。
圖4：圖形用戶(hù)接口(GUI)
UCB采用功能強大的賽靈思(Xilinx)公司的Zynq®-7000現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA) / ARM 系統單芯片(SoC)，適用于高端控制和基于人工智能(AI)的應用。 UCB與Xilinx開(kāi)發(fā)工具和庫完全兼容，并與Trenz Electronic合作開(kāi)發(fā)。
這些電源板含安森美半導體的領(lǐng)先功率器件和模塊，及我們廣泛產(chǎn)品陣容中的所有其他必要元器件，以開(kāi)發(fā)完整的電機驅動(dòng)器方案。
首兩款電源板采用我們的智能功率模塊（IPM），適用于工業(yè)和家用電器電機驅動(dòng)應用。 IPM集成用于逆變器的六個(gè)功率開(kāi)關(guān)、門(mén)極驅動(dòng)器和一個(gè)熱電偶，其保護功能包括過(guò)壓/欠壓鎖定，防擊穿和過(guò)流跳閘。
緊湊的IPM電源板（SECO-1KW-MCTRL-GEVK）提供了從市電的交流輸入到電動(dòng)機的交流輸出的完整方案。額定輸入電壓為230 Vac，它包括一個(gè)EMC濾波器和橋式整流器、交錯式兩通道功率因數校正(PFC)和NFAQ1060L36T IPM作為逆變器級，以及輔助電源、測量和保護。
圖5：1 kW板
對于更高的功率水平，SECO-4KW-65SPM31-GEVB電源板采用NFAM5065L4B 650 V智能電源模塊。它的額定輸入電壓為400 VDC，可以提供高達1 kW的連續功率，并可以在短時(shí)間內或通過(guò)添加散熱器提供高達4 kW的功率。該產(chǎn)品非常適合工業(yè)驅動(dòng)和商業(yè)暖通空調和制冷(HVACR)應用。
圖6：4 kW板
即將推出的是含我們同類(lèi)最佳的MOSFET陣容的一系列電源板。這些電機驅動(dòng)板將支持10 V至100 V的輸入電壓，功率能力高達1.2 kW，可滿(mǎn)足電池供電的和中低電壓應用，如電動(dòng)工具、機器人、自動(dòng)機器人和無(wú)人機。
圖7：MOSFET板展示
我們還開(kāi)發(fā)了更多電源板，突出我們廣泛的IPM陣容及新模塊針對更高功率的電機驅動(dòng)應用。模塊化設計還讓我們能夠采用一系列PFC方案，從而能夠自由組合和匹配功率轉換級，以根據您的要求進(jìn)行優(yōu)化。
安森美半導體的新的電機開(kāi)發(fā)套件（MDK）含一個(gè)通用控制平臺的通用控制器板（UCB），和一系列不斷擴展的電源板，以快速測試和評估全面的電機驅動(dòng)方案。
基于緊湊的IPM的1 kW 600 V板和基于SPM31的4 kW 650 V板都將在2020年第四季度推出。還有一個(gè)基于安森美半導體TMPIM技術(shù)的電源板將于2021年第一季度發(fā)布，以驅動(dòng)高達10 kW的電機。安森美半導體將把更多電源板和擴展的設計支持添加到MDK生態(tài)系統中。
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