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PS21553-G 发布时间 时间:2025/12/28 4:36:38 查看 阅读:11

PS21553-G是富士电机(Fuji Electric)生产的一款智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM),专为三相交流电机驱动应用设计。该模块集成了IGBT功率开关、驱动电路、保护电路和自诊断功能,广泛应用于工业变频器、家用空调、风扇、泵类等需要高效、紧凑型逆变器解决方案的场合。PS21553-G属于第五代IPM产品,采用小型七单元封装结构,包含六只IGBT用于三相全桥逆变以及一只制动IGBT,适用于低功率至中等功率范围的电机控制。模块内部集成有高性能霍尔效应电流传感器,可用于实时电流检测与反馈,提升了系统的控制精度和响应速度。此外,其内置的欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)、过热保护(OTP)和短路保护等多种保护机制,确保了系统在异常工况下的安全运行。PS21553-G支持+15V单电源供电,逻辑接口兼容3.3V和5V CMOS/TTL电平,简化了与微控制器或DSP的连接。得益于高度集成化的设计,使用该模块可以显著减少外围元器件数量,缩小PCB面积,提高系统可靠性,并加快产品开发周期。

参数

型号:PS21553-G
  模块类型:智能功率模块(IPM)
  配置:七单元(6-in-1 + 制动IGBT)
  额定电压:600V
  额定电流:10A
  最大输出电流(峰值):20A
  工作结温范围:-40°C 至 +125°C
  隔离电压:2500Vrms/min
  驱动电源电压(VCC):15V ±10%
  逻辑输入电压(VIN):3.3V/5V 兼容
  开关频率:最高可达20kHz
  导通延迟时间:约0.5μs
  关断延迟时间:约1.0μs
  内置温度传感器:有
  内置电流检测:霍尔效应传感器
  安装方式:螺钉固定
  封装形式:SIP-23A

特性

PS21553-G具备多项先进的技术特性,使其成为中小功率电机驱动领域的优选方案之一。首先,其高度集成的七单元拓扑结构将三相逆变所需的六个IGBT及驱动电路与一个独立的制动IGBT整合于单一模块内,极大简化了逆变器主电路设计。这种集成不仅减少了外部元件数量,还降低了布线复杂度和寄生电感,从而提升了系统效率和电磁兼容性(EMC)。模块内部采用优化的IGBT芯片工艺,实现了较低的导通压降和开关损耗,在典型工况下可有效降低温升,延长使用寿命。
  其次,PS21553-G内置全面的故障检测与保护机制。当发生过流、短路、母线电压异常或模块温度过高时,保护电路会立即封锁驱动信号并输出故障指示信号(FO),通知主控芯片采取相应措施,如停机或报警。其中,过流保护通过检测下桥臂发射极电阻上的压降实现快速响应,反应时间通常小于10微秒;而过热保护则依赖集成在DBC基板上的NTC热敏电阻监测芯片温度,防止因散热不良导致的热失控。
  再者,该模块支持宽范围的输入逻辑电平,兼容3.3V和5V微处理器输出,便于与现代数字控制器(如DSP、ARM Cortex-M系列MCU)直接接口,无需额外电平转换电路。其光电隔离技术确保了控制侧与功率侧之间的电气隔离,提高了系统的抗干扰能力和安全性。另外,模块集成了基于霍尔效应的非接触式电流传感器,能够在不引入额外功耗的前提下提供精确的电流反馈信号,适用于矢量控制、无传感器控制等高性能电机控制算法。
  最后,PS21553-G具有良好的热性能和机械稳定性。采用陶瓷绝缘基板和高导热硅脂材料,确保热量高效传导至散热器。同时,模块外壳设计符合国际安全标准,具备优异的耐湿性和抗振动能力,适合在工业环境或恶劣气候条件下长期稳定运行。

应用

PS21553-G主要应用于需要高效、紧凑且可靠的三相电机驱动系统中。最常见的用途是在家用和商用空调系统的变频压缩机驱动中,作为核心逆变模块将直流电转换为频率和电压可调的三相交流电,以实现对压缩机转速的精确控制,从而达到节能、静音和舒适性提升的目的。此外,它也广泛用于洗衣机、冰箱、风扇、水泵等白色家电中的永磁同步电机(PMSM)或交流感应电机(ACIM)驱动。
  在工业自动化领域,PS21553-G可用于小型伺服驱动器、风机变频器、传送带控制系统等设备中,提供稳定可靠的电机控制能力。由于其具备内置电流检测和多种保护功能,特别适合构建闭环控制的高性能驱动系统。在新能源应用方面,该模块还可用于太阳能逆变器中的辅助电源控制、小型风力发电系统的能量调节单元等场景。
  值得一提的是,PS21553-G的小型化设计使其非常适合空间受限的应用场合。例如,在嵌入式机电一体化设备或便携式电动工具中,它可以显著减小整体体积和重量。同时,其简化的驱动接口降低了开发难度,使得中小型制造商也能快速开发出符合能效标准的产品。此外,模块的高集成度有助于提高整机的MTBF(平均无故障时间),增强产品的市场竞争力。因此,无论是消费电子、工业控制还是绿色能源领域,PS21553-G都展现出强大的适应性和广泛应用前景。

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