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PS21994-4 发布时间 时间:2025/12/28 4:22:37 查看 阅读:18

PS21994-4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(BLDC)电机驱动以及小型变频器等中低功率电机控制应用设计。该模块集成了高性能的IGBT功率开关、先进的栅极驱动电路以及多种内置保护功能,能够显著简化系统设计、提高可靠性并缩短产品开发周期。PS21994-4采用第五代CSTBTTM IGBT技术,具有更低的导通损耗和开关损耗,从而实现更高的能效和更优的热性能。模块内部包含三相逆变桥结构,即六只IGBT和反并联二极管,适用于三相交流电机的PWM控制。此外,该IPM还集成了用于过流保护、欠压锁定(UVLO)、过热保护(TSD)以及接地故障检测等多重保护机制,确保在异常工况下能够及时关断,保护功率器件和整个系统安全。其紧凑的SIP(Single In-line Package)封装形式便于PCB布局和散热设计,适合高密度集成的应用场景。PS21994-4支持高达20kHz的开关频率,具备良好的动态响应能力,适用于对控制精度和效率要求较高的工业自动化设备。

参数

型号:PS21994-4
  制造商:富士电机(Fuji Electric)
  模块类型:智能功率模块(IPM)
  拓扑结构:三相全桥(600V/15A)
  额定电压:600V
  额定电流:15A(Tc=80°C)
  IGBT技术:第五代CSTBTTM
  开关频率:最高20kHz
  驱动电源电压:+15V(推荐工作范围:13.5V ~ 16.5V)
  逻辑输入电平:3.3V/5V兼容
  隔离耐压:2500Vrms/min
  工作温度范围:-40°C ~ +110°C
  存储温度范围:-40°C ~ +125°C
  封装形式:SIP-23A
  内置保护功能:过流保护(OCP)、欠压锁定(UVLO)、过热关断(TSD)、接地故障检测

特性

PS21994-4具备多项先进特性,使其成为中低功率电机驱动应用中的理想选择。首先,其采用的第五代CSTBT(Carrier Stored Trench Bipolar Transistor)IGBT技术,在保持高击穿电压的同时大幅降低了导通压降和开关损耗,从而提升了整体能效并减少了散热需求。这种技术通过优化载流子存储效应,实现了比传统IGBT更低的Vce(sat)和更快的关断速度,有助于在高频PWM调制下维持高效率。
  其次,该模块集成了高度集成的栅极驱动电路,所有六个IGBT均配备独立且经过优化的驱动单元,确保开关动作的一致性和稳定性。驱动电路与逻辑控制信号之间采用光耦隔离,有效防止噪声干扰,提升系统的抗干扰能力和运行可靠性。输入端兼容3.3V和5V TTL/CMOS电平,可直接与微控制器、DSP或FPGA等数字控制芯片接口,无需额外的电平转换电路,简化了系统设计。
  第三,PS21994-4内置多重保护机制,包括逐脉冲过流保护(OCP),能够在发生短路或过载时迅速切断驱动信号,防止IGBT损坏;欠压锁定(UVLO)功能确保在驱动电源不稳定或掉电情况下禁止IGBT导通,避免因驱动不足导致的误导通或饱和导通风险;过热保护(TSD)则通过内部温度传感器监测模块结温,当温度超过设定阈值时自动封锁输出,并通过故障引脚向主控系统发出警报。
  此外,模块还具备接地故障检测功能,可用于识别电机绕组或电缆对地短路的情况,进一步增强系统安全性。所有保护触发后均设有锁定或自动恢复模式(视具体型号配置而定),便于系统进行故障诊断和处理。
  最后,SIP-23A封装不仅节省PCB空间,而且便于安装散热器,提高了功率密度。模块内部已填充绝缘材料,增强了电气绝缘性能和机械稳定性,适用于工业环境下的长期可靠运行。

应用

PS21994-4广泛应用于各类中小型电机控制系统中,尤其适用于对体积、效率和可靠性有较高要求的场合。典型应用包括交流伺服驱动器,这类设备常用于数控机床、机器人、自动化装配线等精密运动控制领域,需要快速响应、高精度定位和稳定转矩输出。PS21994-4凭借其优异的开关特性和集成保护功能,能够满足伺服系统对动态性能和安全性的双重需求。
  此外,该模块也适用于无刷直流电机(BLDC)驱动器,如电动工具、家用电器(如空调风扇、洗衣机)、电动车辆辅助系统等。在这些应用中,电子换向依赖于精确的三相逆变控制,PS21994-4提供的六路IGBT逆变桥结构正好匹配此类控制需求,同时其高集成度有助于减小整机尺寸。
  在小型变频器领域,PS21994-4可用于泵、风机、传送带等工业负载的调速控制,实现节能运行。其支持20kHz高频PWM调制的能力,使得输出电流波形更加平滑,减少电机噪音和振动。
  其他潜在应用还包括不间断电源(UPS)、小型逆变电源、太阳能微型逆变器以及医疗设备中的精密驱动单元。由于其具备良好的EMI性能和抗干扰能力,即使在电磁环境复杂的工业现场也能稳定工作。结合外部电流检测和闭环控制算法,PS21994-4可构建出高性能的矢量控制系统或FOC(磁场定向控制)系统,进一步提升电机控制效率和响应速度。

替代型号

FSBB15CH60C

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