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PS21963-4EW 发布时间 时间:2025/12/28 4:24:23 查看 阅读:10

PS21963-4EW 是由 Renesas Electronics(瑞萨电子)推出的一款智能功率模块(IPM,Intelligent Power Module),专为三相交流电机驱动和逆变器应用设计。该模块集成了六只IGBT功率开关、内置栅极驱动电路以及多种保护功能,旨在提供高效率、高可靠性和紧凑型的电机控制解决方案。PS21963-4EW 采用第四代高效IGBT技术,具备低导通损耗和开关损耗特性,适用于工业自动化、家用电器(如变频空调、洗衣机)、小型电动机驱动系统等对能效和空间布局要求较高的场合。模块封装为SPM+(Small Power Module Plus),具有良好的热性能和电气绝缘能力,支持表面贴装(SMT)工艺,便于自动化生产。此外,该器件内部集成有针对过流、过热和欠压的多重保护机制,能够有效提升系统在异常工况下的安全性和稳定性。其输入逻辑兼容3.3V和5V CMOS/TTL电平,方便与主流微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)直接接口,无需额外电平转换电路。总体而言,PS21963-4EW 是一款高度集成、易于使用且性能可靠的智能功率模块,广泛应用于中小功率变频驱动领域。

参数

型号:PS21963-4EW
  制造商:Renesas Electronics
  模块类型:智能功率模块(IPM)
  拓扑结构:三相全桥(600V/10A)
  最大耐压(VCES):600V
  额定集电极电流(IC):10A(Tc=80°C)
  最大开关电流(Ipeak):20A
  工作结温范围(Tj):-40°C 至 +150°C
  隔离电压(Viso):2500Vrms / 分钟
  驱动电源电压(VCC):15V 典型值,最大16.5V
  逻辑电源电压(VDD):3.3V 或 5V
  输入逻辑低电平(VIL):≤0.8V
  输入逻辑高电平(VIH):≥2.0V(支持3.3V/5V)
  开关频率典型值:≤20kHz
  导通延迟时间(tdon):约300ns
  关断延迟时间(tdoff):约700ns
  正向电压降(VCE(sat)):约1.85V @ IC=10A, VGE=15V
  热阻(Rth(j-c)):约3.0°C/W
  封装形式:SPM+(Surface Mount Package)
  引脚数:23 引脚
  安装方式:表面贴装(SMT)

特性

PS21963-4EW 智能功率模块具备多项先进的电气与保护特性,确保其在复杂工作环境下的高效运行和长期可靠性。
  首先,该模块采用瑞萨第四代IGBT芯片技术,显著优化了载流子分布和器件结构,从而实现了更低的导通压降(VCE(sat))和开关损耗(Eon、Eoff)。这不仅提升了整体能效,还降低了散热需求,使得模块可在紧凑空间内稳定运行。同时,IGBT单元经过精心匹配,保证三相输出电流均衡,减少谐波失真,有助于提高电机运行平稳性与噪声表现。
  其次,模块内部集成了高性能栅极驱动电路,采用光耦隔离或电平移位技术,确保高压主电路与低压控制电路之间的电气隔离。驱动电路具备适当的死区时间控制功能,防止上下桥臂直通短路,并提供稳定的15V栅极驱动电压,保障IGBT充分导通与快速关断。
  第三,PS21963-4EW 内建多重保护机制:包括过流保护(OCP),通过检测各相下桥臂发射极电阻上的电压实现快速响应;欠压锁定保护(UVLO),当VCC电压低于阈值时自动封锁驱动信号,避免IGBT因驱动不足而损坏;以及过热保护(OTP),利用芯片内部温度传感器监测结温,在温度超限时发出故障信号并关闭输出。这些保护功能通过FO(Fault Output)引脚向外部控制器报警,提升系统安全性。
  此外,该模块支持宽温度范围工作(-40°C 至 +150°C),适应严苛工业环境。其SPM+封装采用高绝缘材料和优化布线设计,具备优异的抗干扰能力和耐湿热性能。模块还支持3.3V/5V逻辑电平输入,兼容现代低电压微处理器,简化系统设计。最后,该器件通过了UL、CSA、TüV 等国际安规认证,符合工业级质量标准,适合长期连续运行的应用场景。

应用

PS21963-4EW 广泛应用于各类需要高效、紧凑型三相逆变驱动的电子产品与工业控制系统中。
  在家用电器领域,它是变频空调室外机、变频冰箱压缩机、滚筒洗衣机直驱电机驱动的核心组件。由于其高集成度和良好的动态响应能力,能够实现精确的电机转速控制,从而达到节能降噪的目的。例如,在空调系统中,配合矢量控制算法,可实现制冷剂流量与风扇转速的最优匹配,提升整机能效比(EER)。
  在小型工业设备方面,该模块用于小型伺服驱动器、风机水泵变频控制器、电动工具驱动电源等。其内置保护功能减少了外围保护电路的设计复杂度,加快产品开发周期,同时提高了系统的整体可靠性。特别适用于对体积敏感但又要求高性能的小功率交流感应电机(ACIM)或永磁同步电机(PMSM)驱动场合。
  此外,PS21963-4EW 还可用于太阳能微型逆变器、不间断电源(UPS)、电动自行车控制器以及其他便携式电力电子装置中。其表面贴装封装形式有利于实现PCB自动化生产,提升制造效率,并有助于实现设备小型化与轻量化。
  得益于其良好的热管理和电气隔离性能,该模块也适合部署在密闭或通风不良的环境中,如嵌入式控制柜、智能家居中枢设备等。结合合适的散热片和驱动电路设计,PS21963-4EW 可以在长时间满负荷运行条件下保持稳定性能,满足工业级耐用性要求。

替代型号

PS21965-4V

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