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dongIGBT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/CImokuaishiyongningjiaotianchongfengzhuang，jianggonglvzujianfengzhuangzaiwaikenei。zhezhongfangfashejiyigeduojizhizaogongyi，danyexugengzhongyaodeshi
，taguyoudijiehelebujunyuncailiaohejiekoudeewaiceng，zhehuixueruomokuaibingjiangdiqilubangxing。ansenmeibandaotikaifayazhumogonglvjichengmokuai (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TMPIM工gong藝yi，推tui出chu了le標biao準zhun版ban和he增zeng強qiang版ban。增zeng強qiang版ban本ben采cai用yong了le先xian進jin基ji板ban
，具ju有you較jiao厚hou銅tong層ceng，從cong而er無wu需xu底di板ban，使shi兩liang種zhong封feng裝zhuang的de外wai形xing尺chi寸cun保bao持chi不bu變bian。這zhe使shi製zhi造zao商shang根gen據ju其qi功gong率lv需xu求qiu在zai兩liang者zhe之zhi間jian進jin行xing遷qian移yi更geng為wei簡jian單dan。移yi除chu底di板ban比bi相xiang當dang的de模mo塊kuai減jian少shao約yue57％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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