大联大推出NFAM5065L4B智能功率整合模块的4KW 650V工业电机驱动方案
2022年9月13日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布
其旗下世平推出基于安森美（onsemi）nfam5065l4b智能功率整合模块（ipm）的4kw 650v工业电机驱动方案。
图示1-大联大世平基于onsemi产品的4kw 650v工业电机驱动方案的展示板图
近年来，随着科技高速发展以及工业4.0的加速推进，工业市场对于电机的需求与日俱增。根据相关机构调查显示电机的耗电量约为全球电力供应的50%。这在节能减排、实现“双碳”的统一战略目标下，是一项亟待解决的问题。为了提升电机运转效率降低能源损耗，大联大世平基于onsemi产品推出了4kw 650v工业电机驱动方案，该方案可为设计高效率与低功耗的工业电机驱动提供理想选择。
本方案采用的nfam5065l4b智能功率模块为交流感应、直流无刷和永磁同步电机提供了一个功能齐全、高性能的逆变器输出平台。其完全集成的逆变电源模块由一个独立的高侧栅极驱动器、lvic、6个igbt和一个温度传感器（vts或热敏电阻（t））组成。6个igbt采用三相桥式配置，下段具有独立的发射极连接脚，这种设计在选择控制算法时具有较大的灵活性。并且其内置的高速hvic仅要求单电源电压，并将进入的逻辑电平门输入转换为高压、大电流驱动信号，以便能正常驱动模块的内置igbt。
图示3-大联大世平基于onsemi产品的4kw 650v工业电机驱动方案的方块图
除此之外，本方案还采用了onsemi旗下的dc-dc转换器、辅助电源pwm ic、opa &ldo等元件，具有电流检测电路和电路保护功能，可加速工程师对于兼具高效率与低功耗的电机驱动器的研发。
▌核心技术优势
nfam5065l4b智能功率模块（ipm）的逆变器技术：
nfam5065l4b ipm模块，是一个完全集成用于三相电机驱动器的功率级，包括六个具有反向二极管、独立高端hi-side栅极（gate）的igbt驱动器、lvic和温度传感器（vts）。三相三臂的igbt在配置上于下臂具有独立射极（emitter）连接脚，以利研发工程师设计电流检测电路。
保护功能（protection function）：
系统中的保护功能包括：uvp lock-out欠电压锁死，借由外部比较器（opa）电路提供21a过电流over current保护，研发工程师可以通过外部电阻分压调整过电流保护点，最后通过cin引脚通知mcu触发保护。
高效率辅助电源及dc-dc 转换器：
在此开发板中，dc-link是由外部电源提供，由ncp1063 pwm ic组成高效率辅助电源，提供15vdc电压给ipm运作。另外运算放大器及过电流保护比较器需要的5vdc及3.3vdc电压，则通过fan8303 dc-dc转换ic及ncp718 ldo提供。
电流检测电路：
onsemi ncs2250高速比较器及ncs20166高精密低偏移运算放大器配合ncd98011 ucb adc模数转换模块，提供0.016a/bit的整体分辨率及相电流±16.5a的检测范围。
▌方案规格
输入电压：200v-400vdc（最大可允许410vdc）；
输出功率：1kw（连续操作模式）or 4kw（最长15分钟操作时间）（室温ta=+25°c）；
输出电流：±2.5arms /1kw（ipm单臂）；
效率：95%（1kw），96.2%（4kw）。
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近年来，随着科技高速发展以及工业4.0的加速推进，工业市场对于电机的需求与日俱增。根据相关机构调查显示电机的耗电量约为全球电力供应的50%。这在节能减排、实现“双碳”的统一战略目标下，是一项亟待解决的问题。为了提升电机运转效率降低能源损耗，大联大世平基于onsemi产品推出了4kw 650v工业电机驱动方案，该方案可为设计高效率与低功耗的工业电机驱动提供理想选择。
本方案采用的nfam5065l4b智能功率模块为交流感应、直流无刷和永磁同步电机提供了一个功能齐全、高性能的逆变器输出平台。其完全集成的逆变电源模块由一个独立的高侧栅极驱动器、lvic、6个igbt和一个温度传感器（vts或热敏电阻（t））组成。6个igbt采用三相桥式配置，下段具有独立的发射极连接脚，这种设计在选择控制算法时具有较大的灵活性。并且其内置的高速hvic仅要求单电源电压，并将进入的逻辑电平门输入转换为高压、大电流驱动信号，以便能正常驱动模块的内置igbt。
图示3-大联大世平基于onsemi产品的4kw 650v工业电机驱动方案的方块图
除此之外，本方案还采用了onsemi旗下的dc-dc转换器、辅助电源pwm ic、opa &ldo等元件，具有电流检测电路和电路保护功能，可加速工程师对于兼具高效率与低功耗的电机驱动器的研发。
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nfam5065l4b ipm模块，是一个完全集成用于三相电机驱动器的功率级，包括六个具有反向二极管、独立高端hi-side栅极（gate）的igbt驱动器、lvic和温度传感器（vts）。三相三臂的igbt在配置上于下臂具有独立射极（emitter）连接脚，以利研发工程师设计电流检测电路。
保护功能（protection function）：
系统中的保护功能包括：uvp lock-out欠电压锁死，借由外部比较器（opa）电路提供21a过电流over current保护，研发工程师可以通过外部电阻分压调整过电流保护点，最后通过cin引脚通知mcu触发保护。
高效率辅助电源及dc-dc 转换器：
在此开发板中，dc-link是由外部电源提供，由ncp1063 pwm ic组成高效率辅助电源，提供15vdc电压给ipm运作。另外运算放大器及过电流保护比较器需要的5vdc及3.3vdc电压，则通过fan8303 dc-dc转换ic及ncp718 ldo提供。
电流检测电路：
onsemi ncs2250高速比较器及ncs20166高精密低偏移运算放大器配合ncd98011 ucb adc模数转换模块，提供0.016a/bit的整体分辨率及相电流±16.5a的检测范围。
▌方案规格
输入电压：200v-400vdc（最大可允许410vdc）；
输出功率：1kw（连续操作模式）or 4kw（最长15分钟操作时间）（室温ta=+25°c）；
输出电流：±2.5arms /1kw（ipm单臂）；
效率：95%（1kw），96.2%（4kw）。
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