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PS21993-4E 发布时间 时间:2025/9/28 17:31:10 查看 阅读:15

PS21993-4E是富士电机(Fuji Electric)推出的一款智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM),专为交流伺服电机驱动器、无刷直流电机(BLDC)驱动和小型变频器等中低功率电机控制应用设计。该模块集成了IGBT功率开关器件、驱动电路、保护电路以及自诊断功能,极大地简化了用户在电机控制系统中的设计复杂度。PS21993-4E采用紧凑型SIP(Single In-line Package)封装,具备良好的热性能和电气绝缘能力,适合高密度PCB布局。模块内部包含三相全桥IGBT结构(600V/10A),适用于单相或三相PWM逆变器拓扑。其内置的驱动电源隔离技术降低了对外部隔离元件的需求,提高了系统可靠性。此外,该模块支持+15V单电源供电,集成欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)、短路保护(SCP)和过热保护(OTP)等多种保护机制,能够在异常工况下及时关断输出并发出故障信号,保障主控芯片与功率器件的安全。

参数

型号:PS21993-4E
  制造商:Fuji Electric
  封装类型:SIP-23A
  最大集电极电流(IC):10A
  最大集射极电压(Vces):600V
  导通电阻(典型值):-
  开关频率:最高20kHz
  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/min
  驱动电源电压(VCC):15V ±5%
  逻辑输入电压兼容性:3.3V/5V TTL/CMOS
  输出电流能力(峰值):15A
  功耗(典型):约2.5W
  内置保护功能:UVLO、OCP、SCP、OTP

特性

PS21993-4E的核心优势在于其高度集成化的设计理念,将功率级、驱动级与保护逻辑整合于单一模块内,显著降低了系统的整体设计难度和体积。模块内部采用优化的IGBT芯片技术,在保证较低导通损耗的同时,实现了快速开关响应,从而提升了逆变效率并减少了热量积累。其驱动电路采用光耦隔离或变压器隔离技术,确保高压侧与低压控制侧之间的电气隔离,增强了抗干扰能力和安全性。
  该模块具备实时故障检测功能,通过FO(Fault Output)引脚向外部微控制器报告异常状态,如发生过流、短路或过热事件时,模块会自动封锁PWM输出,并维持锁存状态直到电源复位,防止故障扩大。这种主动保护机制极大提升了系统的鲁棒性,特别适用于工业自动化设备中对可靠性要求较高的场合。
  PS21993-4E的输入接口设计简洁,支持标准3.3V或5V逻辑电平直接驱动,无需额外的电平转换电路,可直接连接DSP、MCU或FPGA等控制器输出的PWM信号。模块还优化了内部布局以减少寄生电感,抑制开关过程中的电压尖峰,避免误触发保护或造成器件应力损伤。此外,其SIP封装便于手工焊接或自动化贴装,适合中小批量生产和维修更换。
  热管理方面,模块底部设有绝缘金属基板,可通过导热硅脂和散热片有效传导热量,确保长时间运行下的温度稳定性。由于集成度高,外围仅需少量无源元件(如旁路电容、栅极电阻等)即可构成完整逆变单元,缩短了产品开发周期并降低了BOM成本。总体而言,PS21993-4E是一款兼顾性能、安全与易用性的智能功率模块,广泛应用于精密电机控制领域。

应用

PS21993-4E主要应用于需要高效、可靠且紧凑型逆变解决方案的小功率电机驱动系统。典型应用场景包括工业自动化领域的交流伺服驱动器,用于CNC机床、机器人关节、传送带定位系统等对动态响应和控制精度要求较高的设备。此外,它也适用于各类无刷直流电机(BLDC)控制器,如电动工具、风机、水泵、压缩机等家用与商用电器中的电子调速系统。
  在新能源与节能技术领域,该模块可用于小型太阳能逆变器或储能系统的DC-AC转换环节,尤其是在低功率等级(1kW以下)的应用中表现出良好的效率与稳定性。同时,PS21993-4E也被广泛用于电动自行车、电动滑板车等轻型电动车的电机控制器中,凭借其高集成度和保护功能,能够适应复杂多变的负载条件和恶劣的工作环境。
  医疗设备中的一些精密运动控制系统,如自动注射泵、扫描仪平台移动机构等,也会选用此类智能功率模块来实现平稳、低噪声的电机驱动。此外,在办公自动化设备(如高速打印机、复印机)中,该模块可用于驱动步进电机或永磁同步电机,提供精确的位置控制与速度调节。
  得益于其良好的EMI性能和稳定的故障诊断能力,PS21993-4E还可用于需要符合IEC/UL等安全认证的工业控制系统,满足功能安全设计的基本要求。因此,无论是消费类电子产品还是工业级装备,只要涉及小功率电机的高性能控制,PS21993-4E都是一个成熟可靠的解决方案选择。

替代型号

FPDR10BH60B

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