實現此目的最常見的一種器件是轉換器-逆變器-製動 (CIB) 模塊。圖1顯示了CIB模塊的基本輪廓。該模塊電路包含3部分：轉換器，逆變器和製動器。CIB的名字由這些器件的首字母-C，I和B而得來。在正常運行期間，轉換器級的輸入（圖1中的R/S/T）從電網汲取三相功率，並將交流電調節為直流電。

 

有兩種常用的三相電壓：240V級和400V級;根據電壓大小，建議使用650 V CIB模塊或1200 V CIB模塊。轉換器級之後，將立即將電容器連接到直流總線，以消除由使用動態功率引起的來自逆變器的電壓紋波。然後，逆變器級將DC輸入斬波為AC輸出來為電機供電。這可以通過導通和關斷模塊此部分中的6-IGBT來實現。輸出電壓/電流通過脈寬調製控製
；信號被構造為產生所需的功率以所需速度和方向驅動電機。

 

當安森美半導體定義TMPIM電源模塊的安培額定值時
，電流是指逆變器部分中的IGBT額定值。作為參考
，一個1200 V 25 A TMPIM CIB模塊將提供5 kW的電動機功率。35 A TMPIM將輸出7.5 kW
；50 A可提供10 kW
，15 kW和20 kW的功率。重要的是要注意，通常提供千瓦輸出功率額定值。如果應用使用不同的控製和冷卻設置
，則此額定功率可能會有很大變化。

 

 

因(yin)此(ci)，最(zui)大(da)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)由(you)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)的(de)設(she)計(ji)以(yi)及(ji)如(ru)何(he)控(kong)製(zhi)和(he)冷(leng)卻(que)模(mo)塊(kuai)來(lai)定(ding)義(yi)。安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)在(zai)線(xian)仿(fang)真(zhen)工(gong)具(ju)可(ke)幫(bang)助(zhu)您(nin)選(xuan)擇(ze)最(zui)合(he)適(shi)的(de)模(mo)塊(kuai)。當(dang)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)和(he)減(jian)速(su)時(shi)，其(qi)運(yun)行(xing)會(hui)切(qie)換(huan)到(dao)再(zai)生(sheng)模(mo)式(shi)。電(dian)機(ji)產(chan)生(sheng)的(de)功(gong)率(lv)被(bei)轉(zhuan)移(yi)回(hui)直(zhi)流(liu)總(zong)線(xian)電(dian)容(rong)器(qi)。當(dang)產(chan)生(sheng)的(de)功(gong)率(lv)過(guo)大(da)時(shi)，會(hui)過(guo)度(du)充(chong)電(dian)並(bing)損(sun)壞(huai)電(dian)容(rong)器(qi)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，製(zhi)動(dong)IGBT導通
，將多餘的電流引至與IGBT串聯連接的外部製動電阻器。這種布置會耗散過多的再生功率，並使電容器電壓保持在安全水平。

 

在含風扇、泵和加熱器驅動的應用中，再生功率不顯著，可以移除製動器。在這種情況下
，該模塊稱為CI模塊，它代表轉換器逆變器模塊。

 

圖1：轉換器-逆變器-製動器 (CIB) 模塊的基本架構

 

創新的封裝用於功率集成模塊

 

通用CIB/CI模mo塊kuai使shi用yong凝ning膠jiao填tian充chong封feng裝zhuang，將jiang功gong率lv組zu件jian封feng裝zhuang在zai外wai殼ke內nei。這zhe種zhong方fang法fa涉she及ji一yi個ge多duo級ji製zhi造zao工gong藝yi
，但dan也ye許xu更geng重zhong要yao的de是shi
，它ta固gu有you地di結jie合he了le不bu均jun勻yun材cai料liao和he接jie口kou的de額e外wai層ceng，這zhe會hui削xue弱ruo模mo塊kuai並bing降jiang低di其qi魯lu棒bang性xing。安an森sen美mei半ban導dao體ti開kai發fa壓ya鑄zhu模mo功gong率lv集ji成cheng模mo塊kuai (TMPIM) 挑戰這一規範。顧名思義，開發的工藝是一種單級封裝技術
，可以用相同的材料創建封裝和包圍組件的介質。

 

壓ya鑄zhu模mo工gong藝yi消xiao除chu了le對dui多duo種zhong材cai料liao的de需xu求qiu，包bao括kuo通tong常chang用yong於yu容rong納na組zu件jian的de塑su料liao盒he

，膠jiao水shui和he包bao圍wei功gong率lv器qi件jian的de密mi封feng劑ji。除chu了le整zheng體ti上shang更geng高gao效xiao的de製zhi造zao工gong藝yi外wai，壓ya鑄zhu模mo還hai能neng提ti供gong十shi倍bei的de溫wen度du循xun環huan，從cong而er直zhi接jie提ti高gao能neng效xiao。這zhe為wei最zui終zhong產chan品pin的de尺chi寸cun和he形xing狀zhuang提ti供gong了le更geng大da的de靈ling活huo性xing，並bing提ti供gong了le更geng高gao的de可ke靠kao性xing和he功gong率lv密mi度du。

 

迄今為止，安森美半導體已采用其TMPIM工藝開發和發布了許多模塊針對功率要求在3.75 kW至10 kW之間的應用，包括六個額定電流分別為25 A
，35 A和50 A的1200 V CIB模塊。這些器件采用DIP-26封裝，包括CBI和CI變體。現在，安森美半導體將擴展其產品係列，提供75 A和100 A電流輸出的1200 V CBI模塊
，並推出一係列額定電流在35 A和150 A之間的650 V模塊。這些器件將能夠滿足功率要求高達20 kW的應用，並采用QLP封裝配置。DIP-26封裝的兩側都有端子，而QLP是四邊形的引線框架封裝，所有四個側麵都有端子。

 

封裝增強帶來更高的功率密度

 

為了適應更高的輸出功率水平，安森美半導體進一步開發了其TMPIMgongyi，tuichulebiaozhunbanhezengqiangban。zengqiangbanbencaiyonglexianjinjiban，juyoujiaohoutongceng
，congerwuxudiban，shiliangzhongfengzhuangdewaixingchicunbaochibubian。zheshizhizaoshanggenjuqigonglvxuqiuzailiangzhezhijianjinxingqianyigengweijiandan。yichudibanbixiangdangdemokuaijianshaoyue57％的體積

，同時比標準的TMPIM封裝提高30％熱導率。

 

圖2：安森美半導體的標準板和增強板TMPIM封裝

 

更長的使用壽命

 

通過增加所用銅的厚度，封裝具有較低的熱阻和較高的熱質量
，而先進的基板進一步提高了模塊的可靠性。

 

如前所述
，整個組件，包括芯片
、引線框架和焊線
，都封裝在形成封裝的相同的環氧樹脂中。在DIP-26封裝中，CBI和CI模塊都有相同的引腳分配。在CI模塊中
，製動端子沒有內部連接。

 

安森美半導體自身的競爭對手分析表明，使用其壓鑄模工藝製造的模塊可提供高十倍的溫度循環
，高3倍的功率循環，同時具有更好的導熱性和整體能效。

 

總結

 

在電機驅動、伺服和HVAC應用中，VSD通常采用CIB或CI電路的電源模塊。安森美半導體通過創新的TMPIM技術開發功率集成模塊，現在能夠以更小的封裝提供更高的能效和功率密度。

 

來源：安森美半導體應用工程師，作者：周錦昌

 

 

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