ROHM的电机用电源解决方案,致力于降低全球的功耗

2016年07月26日

背景

全球约50%的功耗为电机所消耗,随着空调、冰箱和工业用机器人等使用电机的产品向世界各地普及,预计未来电机的功耗会越来越大。

在此背景下,全球性能源问题不断加剧,各发达国家将电机驱动高效化视为解决能源问题的一项非常重要的有效措施。

在中国,白色家电的节能规范,尤其是空调领域,于2010年6月颁布实施了变频空调能效比(SEER:Seasonal energy efficiency ratio:季节能效比)新标准,特别是制冷能力不超过4.5kW的空调,执行新标准后,相对于以往标准能效比改善约23%。

此外,其后在中国的中期规划第十二个五年规划(2011年 至 2015年)中,提出①改善妨碍可持续发展的环境问题;②解决危害国民健康的环境问题等政策,以期"进一步完善环保目标"。

值此中国节能政策的转换期,ROHM通过中国小型电机协会和相关电机企业,为中国的节能与低碳社会提出电机高效率驱动技术解决方案,并持续为其普及做出贡献。本文以下将介绍ROHM的电机事业活动。

ROHM的事业活动

ROHM作为全球知名半导体制造商,通过支持各种电机应用的高效化、变频化,不断为全球降低功耗贡献力量。ROHM以驱动电机的功率元器件、驱动功率元器件的栅极驱动器、控制栅极驱动器的电机控制器等产品阵容为主,拥有众多业界顶级性能的产品。

此外,公司内部施行包括半导体晶圆制造工序(前期工序)和装配工序(后期工序)的一条龙生产体制,为客户提供集功率元器件和栅极驱动器于一体的IPM(Intelligent Power Module)、以及IPM再加控制器的控制电路内置型IPM。

如上所述,ROHM拥有从元器件到模块的丰富齐全的产品阵容,通过产品组合,提供满足客户要求与需求的最佳电源解决方案。(图1)

图1、电机用电源解决方案
图1、电机用电源解决方案

下面将介绍图1的电机用电源解决方案中的(1)功率元器件、(3)IPM和(5)控制电路内置型IPM。

2-1、功率元器件

ROHM以全球首家量产沟槽式结构SiC-MOSFET等引领行业发展的SiC元器件为中心,不断强化可在高耐压、大电流的大功率领域实现更低损耗的功率元器件产品阵容。

SiC以外的元器件,也通过改良集IGBT和Super Junction MOSFET的各自优良特性(大电流特性、低电流特性、高速开关特性)于1枚芯片的HybridMOS和Super Junction MOSFET,利用高速Trr(反向恢复时间)实现更低损耗的ROHM独有的PrestoMOS等,推进灵活运用原材料特点的功率元器件开发。(图2)

图2、各具特色的功率元器件
图2、各具特色的功率元器件

2-2、IPM

ROHM通过融合上述独有的功率元器件技术、IC控制技术及两者结合的模块技术这三大技术,推出了ROHM的IPM。产品已将功率元器件和驱动用栅极驱动器调谐到最佳状态并一体化封装,因此可大幅度减轻应用的负担。其性能非常适用于空调室外机与冰箱的压缩机、洗衣机和AC伺服等要求电流达到10A~30A的应用。

产品阵容中包括采用600V耐压IGBT的IGBT-IPM产品并已经开始出货。为方便用户购买,ROHM还积极推进网上销售,在中国已经可以从Digi-Key Electronics购买,而AMEYA360、Right IC等中国本地的在线平台即将展开相关销售业务。

图3、IPM产品阵容
图3、IPM产品阵容

http://www.rohm.com.cn/web/china/ipm

此外,前述PrestoMOS增设栅极驱动器的IPM作为MOS-IPM已经于2015年开始出货。而且,也正在研讨开展采用SiC元器件的SiC-IPM开发。如上所述,本公司各具特点的独有功率元器件,能够实现IPM化,可以说ROHM在对高效化和减轻应用负担有需求的市场上已夺得先机。

2-3、控制电路内置型IPM(一体化封装电机驱动器)

ROHM通过融合上述独有的功率元器件技术、IC控制技术及两者结合的模块技术这三大技术,推出了ROHM另一产品控制电路内置型IPM(一体化封装电机驱动器)。

将600V耐压的PrestoMOS、驱动用栅极驱动器再加上控制电路进行一体化封装化,IPM最大限度发挥出各元器件所具有的高性能,无需开发微控制器软件即可实现电机应用的高效化、变频化。其性能最适于风扇和室内空调电机驱动等要求电流达到1.5A~2.5A的应用。

图4、控制电路内置型IPM产品阵容
图4、控制电路内置型IPM产品阵容

http://www.rohm.com.cn/web/china/news-detail?news-title=2015-12-09_news_fan&defaultGroupId=false

图4所示,通电模式有3种,驱动器输出电流有2种。而且,这6种产品均实现相同小型表面贴装封装(同等功能产品中为行业最小级别)、相同引脚配置,非常有助于应用拓展时的缩短开发周期以及降低成本。从2015年已经在中国开始出售产品,由于优异的易用性,其采用量大增。

结论

这次简单介绍了ROHM拥有的电机用电源解决方案中的功率元器件、IPM和控制电路内置型IPM(一体化封装电机驱动器)。未能全面介绍的栅极驱动器和电机控制器的业界顶别的高性能和丰富产品阵容,敬请浏览相关网页。

ROHM通过高性能驱动器、控制器驱动等各具特点的功率元器件,支持工业设备、空调和冰箱等电机应用的高效化、变频化,进而为世界降低功耗不断做出贡献。

 

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