电动机在现代生活中无处不在,从气候控制,电器和商业制冷到汽车,工厂和基础设施。
根据国际能源署(International Energy Agency)的数据,电动机占全球总用电量的45%。
因此,电机驱动电子产品的可靠性和能效将对全世界各种应用的舒适性,便利性和环境产生影响。
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一种提高电动机驱动系统能量效率的方法是用变速驱动器代替以50/60 Hz交流线路电压驱动的单速电动机,从而实现电动机的电子速度控制和更高的驱动器能量效率。
与开/关调整方法相比,变速控制还可以在应用程序级别上提供高能效。
先进的电机驱动系统的核心是逆变器级,该逆变器级接收输入的DC电源并将其转换为AC电压,以所需的频率和频率驱动电机。
逆变器包含三个半桥,如图2所示。
逆变器的每个半桥相都有一个高侧和低侧开关,根据应用要求,它可以是硅功率MOSFET,IGBT,碳化硅( SiC)FET或氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。
例如,对旋转泵或风扇,输送电机或机械臂的要求是不同的。
工业应用将使用不同的电动机技术来适应各种情况:交流电动机,有刷或无刷直流电动机,永磁同步电动机(PMSM)或以开关磁阻为例。
无论应用和技术的范围多么广泛,如果我们讨论工厂环境,驱动系统始终需要满足以下基本的共同要求:高能效和可靠性,安全性,可靠性和集成性,耐用性和出色的热性能。
满足所有这些要求的开发高效,可靠的电动机驱动器既复杂又费时,但是借助安森美半导体的新型电动机开发套件(MDK),这变得非常简单。
这个全面的原型平台包括一个通用控制器板(UCB),该控制器板与扩展电源板选件相连,以创建一个快速启动平台来运行您的电动机,使您可以在设计任何硬件之前快速测试,评估和优化系统。
图4:图形用户界面(GUI)UCB使用功能强大的Xilinx(Xilinx)Zynq®-7000现场可编程门阵列(FPGA)/ ARM片上系统(SoC),适用于高端控制和手动操作。
基于智能(AI)的应用程序。
UCB与Xilinx开发工具和库完全兼容,并且是与Trenz Electronic合作开发的。
这些电源板包含安森美半导体领先的电源设备和模块,以及我们广泛的产品系列中的所有其他必要组件,以开发完整的电机驱动器解决方案。
前两个电源板使用我们的智能电源模块(IPM),适用于工业和家用电器电机驱动应用。
IPM为逆变器集成了六个电源开关,栅极驱动器和一个热电偶,其保护功能包括过压/欠压锁定,抗击穿和过流跳闸。
紧凑的IPM电源板(SECO-1KW-MCTRL-GEVK)提供了从市电的交流输入到电动机的交流输出的完整解决方案。
额定输入电压为230 Vac,其中包括EMC滤波器和桥式整流器,交错的两通道功率因数校正(PFC)和NFAQ1060L36T IPM作为逆变器级,以及辅助电源,测量和保护。
图5:1 kW板对于更高的功率水平,SECO-4KW-65SPM31-GEVB电源板使用NFAM5065L4B 650 V智能电源模块。
它的额定输入电压为400 VDC,可以提供高达1 kW的连续功率,并且可以在短时间内或通过添加散热器提供高达4 kW的功率。
该产品非常适合工业驱动和商业加热,通风,空调和制冷(HVACR)应用。
图6:4 kW板即将推出一系列具有我们一流的MOSFET系列的电源板。
这些电动机驱动的板将支持10 V至100 V的输入电压,功率能力高达1.2 kW,可满足电池供电和中低电压应用,例如电动工具,机器人,自动机器人和无人机。
图7:MOSFET板显示。
我们还开发了更多的电源板,重点介绍了我们广泛的IPM系列以及用于更高功率电机驱动应用的新模块。
模块化设计还允许我们采用一系列PFC方案,因此我们可以自由组合和匹配功率转换级,以根据您的要求对其进行优化。
安森美半导体的新电机开发套件(MDK)包括通用控制器板(U