Mitsubishi Electric: Однокристальный инвертор в SMD корпусе

Подразделение компании Mitsubishi Electric Europe B.V., Semiconductor European Business Group, анонсировало о разработке нового однокристального инвертора на 90 Вт, который предназначен для управления бесколлекторными двигателями (BLDC). Применение нового инвертора позволит значительно сэкономить энергозатраты и восполнить растущие требования их специализированного применения в габаритных бытовых приборах.

Новое однокристальное устройство получило маркировку M81500FP, оно нормировано на 500 В/1А, интегрирует в своем корпусе схемы управления, питания и защиты, которые реализованы посредством IGBT транзисторов, быстродействующих и бутстрепных диодов. Устройство имеет защиту от низкого напряжения, блокировки, короткого замыкания и повышенной рабочей температуры. При этом инвертор имеет выход ошибки открытого коллектора (FO). Так как M81500FP способен в течение 1 мкс отключить питание схемы при детектировании короткого замыкания, интеллектуальный модуль обеспечивает эффективную защиту от КЗ при отличных характеристиках прочности и надежности.

До сегодняшнего момента производители стиральных машин, компрессоров холодильников или небольших насосов нагревательных систем вынуждены были воздерживаться от использования контроля электрического мотора по причине больших габаритных размеров таких модулей и дороговизны подобных устройств. Теперь, используя интеллектуальный модуль M81500FP, разработчики могут открыть новую страницу в истории управления приводом, при этом значительно сократив общее потребление мощности бытовой аппаратуры. По сравнению с такими дискретными решениями, как транзисторы в DPAK корпусах и высоковольтные микросхемы в корпусе SO-8, новый модуль M81500FP не только на 55% сокращает занимаемую на плате площадь (менее 210 кв.мм), но и сокращает конечную стоимость продукции, поскольку появляется возможно использовать бесколлекторные двигатели в неприоритетных сегментах бытовой техники. С точки зрения потребителя, это отразится не только на более низком потреблении электроэнергии, но и на снижении шумовой составляющей.

Модули M81500FP требуют минимального числа внешних пассивных компонентов, только трех: керамический бутстрепный конденсатор, шунтовый резистор типономинала 1206 и керамический конденсатор для подключения к выводу питания. Поскольку все входные логические терминалы совместимы с логикой 3 и 5 В, M81500FP можно напрямую подключать к микроконтроллеру или цифровому сигнальному процессору.

Компания Mitsubishi Electric имеет собственную уникальную технологию корпусирования, которая обеспечивает отличные характеристики теплопроводимости. Поэтому разработчики Mitsubishi Electric смогли создать не только самый миниатюрный интеллектуальный модуль (IPM) на 90 Вт с размерами 17.5 x 11.93 кв.мм, но и первый на рынке модуль в SMD корпусе, что значительно облегчает процесс производственной сборки. Поскольку габаритные бытовые приборы эконом-класса производятся на линиях автоматизированной сборки, предпочтительней использование компонентов для поверхностного монтажа для оптимизации стоимости производства.

Новые модули M81500FP производятся по SOI технологии (silicon on insulator – кремний на изоляторе) 1.3 мкм HVIC. Мощный каскад представляет собой n-канальные IGBT транзисторы с горизонтальной структурой, схема управления построена по 24 В CMOS технологии с HV-NMOS структурами для сдвига уровня.

Выпускается демонстрационная плата (EVBM81500FP) для знакомства с новой разработкой. Ее размеры составляют всего 59 x 38 мм, где уже размещен микроконтроллер (NEC µPD78F0712). Плата позволяет оценить компактность размещения ключевых функций портативной системы управления приводом, которая была реализована в модуле M81500FP.