變速驅動器（VSD）可以非常有效地改變電動機的扭矩和速度，并廣泛用于諸如電動機驅動，伺服和熱力之類的重載應用中，通風和空調（HVAC）。在采用VSD之前，交流輸出功率只能以電網功率的線路頻率施加，通常在不需要全速時使用機械制動。因此，根據需求調節速度不僅可以減少能耗，而且可以延長電動機的工作壽命。最受歡迎的一種實現此目的的設備是轉換器-逆變器-制動（CIB）模塊。圖1顯示了CIB模塊的基本輪廓。模塊電路由三部分組成：變頻器，變頻器和制動器。這些部分的首字母-C，I和B-就是眾所周知的。在正常運行期間，轉換器級的輸入（圖1中的R / S / T）從電網汲取三相電力，并將交流電調節為直流電。

有兩種常用的三相電壓。240V級和400V級;根據電壓大小，建議使用650V CIB類模塊或1200V CIB類模塊。在轉換器級之后，將立即將電容器連接到DC總線，以消除由動態功率使用引起的來自逆變器的電壓紋波。然后，逆變器級將DC輸入斬波為AC輸出以為電動機供電。這可以通過打開和關閉模塊此部分中的6-IGBT來實現。輸出電壓/電流通過脈沖寬度調制來控制；信號被構造為產生以所需速度和方向驅動電動機所需的功率。當安森美半導體?定義TMPIM電源模塊的安培額定值時，電流是指逆變器部分中的IGBT額定值。作為指導，1200V 25A TMPIM CIB模塊將提供5kW的電動機功率；35A TMPIM將輸出7.5kW;50A可提供10kW，15kW和20kW的功率。重要的是要注意，通常提供千瓦輸出功率額定值。如果應用程序使用不同的控制和冷卻設置，則此額定功率可能會有很大差異。

因此，最大輸出功率由功率模塊的設計以及如何控制和冷卻模塊來定義。安森美半導體的運動控制在線仿真工具可幫助您選擇最合適的模塊。當電動機停止和減速時，其操作會切換到再生模式。電動機產生的功率被轉移回直流總線電容器。當產生的功率過大時，可能會過度充電并損壞電容器。在這種情況下，制動IGBT導通，將多余的電流引至與IGBT串聯連接的外部制動電阻器。這種布置會耗散過多的再生功率，并使電容器電壓保持在安全水平。

在具有風扇，泵和加熱器驅動器的應用中，在再生功率不重要的情況下，可以卸下制動器。在這種情況下，該模塊稱為CI模塊，它代表轉換器逆變器模塊。

圖1：轉換器-逆變器-制動（CIB）模塊的基本配置

電源集成模塊的創新包裝

通用CIB / CI模塊使用凝膠填充包裝，該包裝將功率組件封裝在外殼內。這種方法涉及一個多階段的制造過程，但也許更重要的是，它固有地結合了不均勻材料和界面的額外層，這會削弱模塊并降低其堅固性。安森美半導體通過開發傳輸模制功率集成模塊（TMPIM）挑戰了這一規范。顧名思義，開發的過程是一種單階段的封裝技術，可以用相同的材??料創建包裝和包圍組件的介質。

傳遞模具工藝消除了對多種材料的需求，包括通常用于容納組件的塑料盒，膠水和包圍功率器件的密封劑。除了整體上更有效的制造工藝外，傳遞模塑還能提供十倍的溫度循環，從而直接提高效率。這為最終產品的尺寸和形狀提供了更大的靈活性，并提供了更高的可靠性和更大的功率密度。

迄今為止，安森美半導體已采用其TMPIM工藝開發和發布了許多針對功率要求在3.75 kW至10 kW之間的應用的模塊，包括六個額定電流分別為25 A，35 A和50 A的1200 V CIB模塊。這些設備在DIP-26封裝中提供，并包括CBI和CI變體。現在，安森美半導體將擴展其產品系列，提供1200 V CBI模塊，這些模塊提供75 A和100?? A的電流輸出，并推出一系列650 V模塊，額定電流在35 A和150 A之間。這些設備將能夠滿足功率要求高達20kW的應用，并在QLP封裝配置文件中提供。DIP-26封裝的兩側都有端子，而QLP是四邊形的引線框架封裝，所有四個側面都有端子。

封裝增強可提供更高的功率密度

為了適應更高的輸出功率水平，安森美半導體進一步開發了其TMPIM工藝，從而推出了標準版和增強版。增強版本具有先進的基板，該基板具有較厚的銅層，從而無需基板，從而使兩種封裝形式的外部尺寸保持相同。這使制造商根據其功率需求在兩者之間進行遷移更為簡單。與可比較的模塊相比，卸下底板可將模塊的體積減少約57％，同時與標準TMPIM封裝相比，可將導熱率提高30％。

圖2：安森美半導體的標準和增強型TMPIM封裝

壽命更長

通過增加所用銅的厚度，封裝具有較低的熱阻和較高的熱質量，而先進的基板則進一步提高了模塊的可靠性。

如前所述，整個組件，包括芯片，引線框架和鍵合線，都封裝在與封裝相同的環氧樹脂中。在DIP-26程序包中，CBI和CI模塊都共享相同的引腳分配。在CI模塊中，制動端子沒有內部連接。

安森美半導體自己的競爭對手分析表明，使用其傳遞模塑工藝制造的模塊可提供十倍的高溫循環，功率循環可提高三倍，同時具有更好的導熱性和整體效率。

結論

在電機驅動，伺服和HVAC應用中，VSD通常采用CIB或CI電路中的電源模塊。通過創新的TMPIM技術開發功率集成模塊，安森美半導體現在能夠以更小的封裝提供更高的效率和更高的功率密度。

編輯：hfy