如何提升工業馬達驅動器運轉效率降低能源損耗呢？

工業4.0趨勢強勁，工廠自動化議題備受關注，而始終在工廠自動化扮演重要設備的馬達(Motor)，有研究機構顯示其消耗的電力約為全球電力供應的50%。隨著半導體及馬達驅動技術的進步，如何提升馬達運轉效率降低能源損耗是一項重要的課題。

安森美 (onsemi) 新一代IPM (Intelligent Power Module) NFAM5065L4B 模塊，整合旗下DC-DC Convert , Aux Power PWM IC , OPA & LDO元件，推出高效能低功耗4KW 工業馬達驅動器方案，適用于各式交流感應馬達，如PMSM, BLDC 等，為業界找尋高效率低功耗馬達驅動器，提供一個優質選擇。

產品實體圖

Demo板照片

方案框圖

核心技術優勢

1. NFAM5065L4B智能功率模塊 (IPM) 的逆變器技術：NFAM5065L4B IPM 模塊，是一個完全集成用于三相電機(馬達)驅動器的功率級，包括六個具有反向二極管、獨立高端Hi-Side柵極(Gate) 的 IGBT驅動器、LVIC 和溫度傳感器 (VTS)。三相三臂的 IGBT 在配置上于下臂具有獨立射極(Emitter)連接腳，以利研發工程師設計電流偵測電路。

2. 保護功能(Protection Function)：系統中的保護功能包括:UVP Lock-out 欠電壓鎖死，借由外部比較器 (OPA) 電路提供+21A過電流 (Over Current) 保護，研發工程師可以借由外部電阻分壓調整過電流保護點，最后通過 CIN 引腳通知MCU 觸發保護。

3. 高效率輔助電源及DC-DC 轉換器：在此開發板中，DC-Link 是由外部電源提供，由NCP1063 PWM IC組成高效率輔助電源，提供15 Vdc電壓給IPM運作。另外運算放大器及過電流保護比較器需要的5Vdc 及3.3Vdc電壓，則透過FAN8303 DC-DC 轉換IC及NCP718 LDO 提供。

4. 電流偵測電路：安森美NCS2250高速比較器及NCS20166高精密低偏移運算放大器配合NCD98011 UCB ADC 類比轉數位模塊，提供0.016 A/bit 的整體分辨率及相電流±16.5 A之偵測范圍。

方案規格

輸入電壓 : 200 V to 400 VDC (最大可允許410VDC)

輸出功率 : 1KW(連續操作模式) or 4KW (最長15分鐘操作時間) (室溫Ta=+25°C)

輸出電流 : +/-2.5Arms /1KW (IPM單臂)

效率 : 95% (1KW) , 96.2%(4KW)

審核編輯：劉清