ヒートポンプを支える技術 - インテリジェントパワーモジュールのすべて

IPMは、3相モータに送られる電気の周波数と電圧を精密に調整することで、ヒートポンプシステムのインバータコンプレッサとファンへの電力フローを調整します(図2)。モータを効率よく制御すると、コンプレッサやポンプのエネルギー効率基準の向上に役立ちます。電力効率に優れたコンパクトなIPM製品を選択すれば、エネルギーを低減できるだけでなく、実装スペースを節約し、開発期間を短縮しながら性能を向上させることができます。オンセミの1200V IGBTのSPM31ファミリなどのIPMは、3相ヒートポンプに理想的なソリューションです。

電力効率の高いモータ制御を実現する「SPM 31」

最新のFS7(Field Stop 7)IGBTと第7世代のダイオード技術を採用したSPM31 IPMは、優れた効率と堅牢性を実現します。どちらの技術も、電磁干渉(EMI)を低減し、電力損失を減らし、電力密度を高くします。これらのモジュールは、ゲート駆動集積回路(IC)や、低電圧ロックアウト、過電流シャットダウン、温度監視、故障報告などの保護機能を備えています(図3)。

さらに、SPM31 IPMは、旧世代のソリューションや他のIPM代替品と比較してサイズが小さくなっています(54.5 mm×31mm×5.6mm)(図4)。SPM31ソリューションは、高電力密度、高性能、総システムコストの低減を可能にします。堅牢でパッケージサイズが小さく、実装スペースを節約する理想的なソリューションです。

SPM31による製品の目的は、フットプリントの縮小と信頼性の高い低電力モジュールです。これは新しいFS7 IGBT技術と、トランスファモールドパッケージングに基づく強化されたダイレクトボンド銅(DBC)基板、および新しいゲート駆動高電圧集積回路(HVIC)を使用して実現されます。

SPM31のローサイドIGBT駆動用低電圧IC(LVIC)は、システム全体の信頼性を向上させるために温度検出機能を搭載しています。LVICは温度に正比例するアナログ信号を生成します。この電圧は、モジュールの温度を監視し、過熱を防ぐために必要なセーフガードを導入するのに使用されます。

SPM31の特徴は、ロジックレベルのゲート入力をハイサイドIGBT用の絶縁された異なるレベルのゲート駆動に変換するために、内蔵のHVICが効率よく動作することです。この機能はモジュールの内部IGBTを効果的に動作させるのに必要です。各相に個別のマイナスIGBT端子が設けられており、幅広い制御方式に対応します。