工业电机用功率半导体的动向

Steven Shackell

摘要：电动工具用电机正从有刷直流（BDC）转向无刷直流（BLDC）电机;工业电机需要更高能效的电机，同时需要强固和高质量。安森美以领先的MOSFET、IPM和新的TM-PIM系列赋能和应对这些转变带来的商机。

关键词：电机;电动工具;MOSFET;工业;IGBT;IPM

安森美半导体提供全面的电机产品系列，尤其是功率半导体方面。安森美半导体因来自所有电机类型的商机感到兴奋，并非常看好无刷直流电机（BLDC）应用（例如电动工具），以及工厂自动化装置采用的工业电机和伺服电机。

1电动工具的趋势

电动工具方面，大趋势是从有刷直流（BDC）电机转向无刷直流（BLDC）电机。在这个转变中，MOSFET的數量（主要为40V）从BDC中的1个增加到BLDC中的6个。在某些电动工具的高功率应用中，由于制造商必须使用并联器件，MOSFET的数量增加到12个。随着元器件数量的增加，设计人员需要增加设计的功率密度。这导致从旧封装如TO-220和DPAK封装转向较新的封装，例如安森美半导体的SO-8FL（PQFN 5nMnx 6inln）。除了封装之外，MOSFET的导通电阻RDS（on）至关重要，安森美半导体在SO-8FL封装尺寸提供极低的RDS（on）。

2工业电机的趋势

工业电机方面，一直不断地推动开发和安装更高能效的电机。政府能效标准是持续推动高能效的主要动力之一，例如中国最近的房间空调能效国标（GB 21455-2019）。为达到最新的高能效目标，电机需要电动换向电机，或可变速驱动电机。这些驱动器至少需要6个IGBT或其他电源开关来驱动电机。过去几年市场在推动更高集成度，尤其是把IGBT和门极驱动器集成在一起。对于这些应用，安森美半导体提供领先的智能功率模块（IPM）产品阵容。市场希望这种集成可提高IPM的功率能力，安森美半导体提供能驱动达10kW功率的模块。

此外，强固和高质量是工业电机设计人员最关注的。工业电机的常见方案是在转换器、逆变器和制动器（C-I-B）架构中使用凝胶填充或外壳模块。由于这些类型的模块不是密封的，因此在腐蚀性环境中容易发生故障，如见于某些工业应用。为解决此问题，安森美半导体开发了转模（Transfer-Molded）功率集成模块（TM-PIM）。TM-PIM系列可用于C-I-B架构，并采用转模封装技术，与IPM一样被密封。与采用凝胶填充/外壳的模块相比，TM-PIM除了被密封外，还提供了3倍的功率循环能力和10倍的温度循环能力。TM-PIM系列产品的强固性和质量的提高，将使工业电机行业能够持续改善驱动器的运行时间，从而提高工厂的效率。