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PS21445-E 发布时间 时间:2025/9/29 15:32:40 查看 阅读:5

PS21445-E是富士电机(Fuji Electric)推出的一款智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM),广泛应用于交流电机驱动和逆变器系统中。该模块集成了IGBT功率开关、驱动电路以及多种保护功能,旨在提供高可靠性、高效率和紧凑型的解决方案。PS21445-E属于第六代IPM产品,采用小型化DIP-24A封装,适合于空间受限的应用场合。该模块内部包含三相全桥IGBT结构,适用于驱动电压不超过600V的感应电机或永磁同步电机。其集成的驱动电路可确保IGBT的稳定开关行为,减少因外部干扰引起的误动作。此外,PS21445-E内置了欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)、过热保护(OTP)和短路保护等多重安全机制,能够在异常工况下及时关闭输出,防止设备损坏。模块还具备故障信号输出引脚(FO),可通过光耦隔离将故障状态反馈给主控MCU,便于系统实现快速响应与诊断。得益于其高度集成的设计,PS21445-E显著简化了逆变器系统的外围电路设计,降低了整体系统成本,并提高了系统的可靠性和抗干扰能力。它常用于家用空调、小型工业变频器、洗衣机、风扇及其他需要高效电机控制的场合。

参数

型号:PS21445-E
  类型:智能功率模块(IPM)
  拓扑结构:三相全桥(600V)
  最大耐压:600V
  额定电流:15A
  关断时间(toff):典型值 0.8μs
  输入控制电压:3.3V / 5V 兼容
  工作温度范围:-40°C 至 +110°C
  存储温度范围:-40°C 至 +125°C
  隔离电压:2500Vrms / 分钟
  驱动电源电压范围:15V ±10%
  故障响应时间:小于 10μs
  封装形式:DIP-24A
  安装方式:通孔安装(Through-Hole)
  绝缘材料:陶瓷基板增强绝缘技术

特性

PS21445-E的核心优势在于其高度集成的智能化设计与出色的保护性能。该模块内部集成了六只IGBT及其反并联二极管,构成完整的三相逆变桥,能够直接驱动三相交流电机。每个IGBT都配备了独立的栅极驱动电路,这些驱动电路由内部稳压电路供电,确保在各种负载条件下都能提供稳定的驱动电压(通常为15V左右),从而优化开关速度并降低导通损耗。驱动信号通过光耦隔离输入,实现了控制侧与功率侧之间的电气隔离,有效提升了系统的抗噪声能力和安全性。
  该模块具有多重保护机制,首先是欠压锁定(UVLO)功能,当VCC电源电压低于设定阈值时,模块会自动封锁所有IGBT的驱动信号,防止因驱动不足导致的误导通或半导通状态,避免器件烧毁。其次,过流保护(OCP)通过检测下桥臂发射极电阻上的电压来判断是否发生过流,一旦超过预设门限(如2V),模块将在极短时间内(<10μs)切断驱动输出,并通过FO引脚发出故障信号。这种快速响应机制可以有效防止短路事故对IGBT造成永久性损伤。
  另一个关键特性是过热保护(OTP)。模块内部集成有温度传感器,用于监测IGBT芯片的结温。当温度超过安全上限(例如150°C)时,系统将自动关闭输出,直到温度恢复至正常范围。这一功能对于长时间运行或散热条件不佳的应用尤为重要。此外,PS21445-E还具备软关断功能,在触发保护后不会立即硬性截止电流,而是以可控速率降低电流,减少di/dt带来的电压尖峰,进一步提升系统稳定性。
  模块的DIP-24A封装设计使其可以直接插入PCB,无需复杂的焊接工艺,便于自动化生产和维护。其底部采用陶瓷绝缘层,既保证了良好的热传导性能,又提供了高达2500Vrms的电气隔离强度,满足工业级安全标准。同时,该封装有助于均匀分布热应力,延长模块寿命。由于其输入逻辑兼容3.3V和5V微控制器,因此可无缝对接主流的DSP、ARM或单片机控制系统,简化接口设计。

应用

PS21445-E主要应用于需要高效、紧凑型三相逆变器解决方案的各类电机控制系统。最常见的使用场景是家用电器中的变频空调压缩机驱动,其中该模块负责将直流母线电压转换为频率和幅值可调的三相交流电,以精确控制压缩机电机的转速,实现节能与舒适性的平衡。此外,它也被广泛用于洗衣机、洗碗机和烘干机等白色家电中的永磁同步电机(PMSM)或无刷直流电机(BLDC)驱动系统,提供平稳启动、低噪音运行和高能效表现。
  在小型工业设备领域,PS21445-E适用于小型变频器、风机、水泵和传送带驱动装置。这些应用通常要求系统具备较高的可靠性和较长的使用寿命,而该模块的多重保护机制和坚固封装正好满足此类需求。由于其具备良好的电磁兼容性(EMC)设计,即使在复杂电磁环境中也能保持稳定运行。
  除了传统家电和工业控制外,PS21445-E还可用于新能源相关的小型逆变电源系统,例如太阳能微型逆变器或储能系统的辅助驱动模块。虽然其功率等级不适用于大型光伏阵列,但在分布式能源系统中仍具有一席之地。另外,一些电动工具、机器人关节驱动器和医疗设备中的精密电机控制也可能会采用该模块,因其响应速度快、控制精度高且具备完善的故障诊断能力。
  总体而言,PS21445-E凭借其集成度高、保护完善、易于使用等特点,成为中低端功率等级(约1~2kW)电机驱动应用的理想选择。其成熟的技术方案和广泛的市场验证使其在性价比和可靠性之间取得了良好平衡,深受广大设计工程师青睐。

替代型号

FP20R12KE3G
  PS219B7
  PM200DSA060

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