BLG15T65FUA/L助力工业缝纫机650V/15A电机驱动IGBT设计
发布时间:2025-01-09 点击数:131

工业缝纫机通常使用220V单相交流网电输入,直流母线电压约325V~400V,一般选用650V电压等级的IGBT器件,电机功率范围主要集中在300W到1500W功率段。与常见的工业三相交流电机典型系统一样,工业缝纫机主电路拓扑如图所示。其中,绿色区域为IGBT组成的三相全桥逆变电路。逆变电路受控制器PWM控制,对直流母线进行斩波换相,最终实现直流到交流的电能变换。通常开关频率在16kHz~30kHz之间。

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        主流控制方案为六步方波和FOC两种控制策略,控制策略有较大差异,但硬件实现基本一致。如果只关注功率器件的话,可以简单概括为硬开关应用。在该电路应用场景中,功率器件的动态性能和静态性能会对系统性能有较大影响。此外马达应用通常还需要电机有过载能力和短路能力,这对功率器件的过流能力和可靠性也有较高要求。所以功率器件的性能直接影响到系统效率,同时还决定了系统的可靠性。

        针对中小功率电机驱动系统具体要求,上海贝岭推出了新的650V/15A IGBT产品BLG15T65FUL。通过改善Vce-Eoff的折中性能,实现了低Vce(on)和高可靠性,降低了IGBT器件通态损耗。在芯片层, BLG15T65FUL引入dummy trench的结构,该结构很好的优化了器件的电容电荷参数,提高了器件的开关速度,在应用端可显著降低开关损耗,间接提高开关频率,这对应用端控制精度和效率有较大帮助。对于中等开关频率的电机驱动应用,BLG15T65FUL对比竞品有较好的导通压降Vce(on),同时搭配正向压降较低的续流二极管,可在大功率输出工况下显著提升电机驱动器效率。市场工业缝纫机驱动器主流方案拆解后如图所示。

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       BLG15T65FUL有更低的导通压降Vce(sat),可显著降低器件工作时通态损耗。此外,BLG15T65FUL具有较小的寄生电容,这保证了器件有更高的开关速度,可以适应更高的开关频率和较低的开关损耗(Eon/Eoff)。此外,较低的Qg 也有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求,驱动更容易。

  

       上海贝岭BLG15T65FUL基于优异的器件性能,为工业缝纫机系统顺利通过短路实验、堵转实验和温升实验提供了保障。以500W工业缝纫机为例,实验室环境下30A相电流输出情况下可以使系统温升优化约8%.