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借力超接合面MOSFET 電機驅動應用功率轉換效能增

文‧Carmelo Parisi/Corsaro/Richard Hildenbrandt 發布日期:2018/08/23

電機驅動市場,特別是家電市場對系統的效能、尺寸和穩健性的要求越來越高。為滿足市場需求,電源供應商開始針對不同的工作情況提供多種功率開關技術,例如,IGBT和最新的高耐壓超接合面(Super-Junction)功率金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。本文在實際的運作情況下,於一個低功耗電機驅動電路(例如小功率冰箱壓縮機)內測試了基於這兩種功率技術的小型低損耗智慧模壓模組(以意法半導體的SLLIMM-nano為例),從電熱性能兩個方面對這兩項技術進行了詳細的分析和比較。

家電廠商不斷地尋求更高的產品效能,以符合日益趨嚴的效能法規,達到降低功耗和節省電費的目的。更具體地講,主要需求是降低設備在低負載穩態以及滿載工作狀態下的功率損耗。因此,研發高效能開關,特別是在低電流條件下實現高效能,是達到這個市場需求的關鍵要素,同時也是半導體廠商研發新技術的動力。

因為過去幾年技術改良取得較大進步,電源供應商最新的功率MOSFET技術可以成功地替代變頻電機控制器的IGBT開關,而且在很多應用領域,特別是在低負載工作狀態下是首選的功率開關解決方案。除了持續的效能需求外,整個變頻系統設計還須要優化尺寸、可靠性和開發工作量。為滿足這些多重目標,像是意法半導體的SLLIMM-nano產品家族便新增兩種不同的功率開關技術(圖1),分別為:

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