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PS21997-4W 发布时间 时间:2025/9/28 15:39:43 查看 阅读:8

PS21997-4W是富士电机(Fuji Electric)推出的一款智能功率模块(Intelligent Power Module, IPM),属于第五代S系列(5th Generation S-Series)产品,广泛应用于交流电机驱动和逆变器系统中。该模块集成了六只绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和反并联二极管,构成完整的三相全桥逆变电路,并内置了先进的驱动电路和多种保护功能,如过流保护(OCP)、欠压锁定保护(UVLO)、过热保护(OTP)以及短路保护等。PS21997-4W采用第四代高速IGBT芯片技术,具有低导通压降和快速开关特性,能够有效降低功率损耗,提高系统效率。其封装形式为小型化七引脚单列直插式(7-pin SIP),便于安装和散热设计,适用于紧凑型变频器、家用电器变频控制(如空调、洗衣机)、小型工业电机驱动等对空间和可靠性要求较高的场合。模块内部的驱动电源与功率部分实现电气隔离,提高了系统的抗干扰能力和运行稳定性。此外,该IPM还具备故障信号输出功能,可通过FO引脚向主控MCU报告异常状态,便于系统实施保护措施。

参数

型号:PS21997-4W
  制造商:Fuji Electric
  模块类型:智能功率模块(IPM)
  拓扑结构:三相全桥(600V/15A)
  最大耐压(VCES):600V
  额定电流(IC):15A(Tc=80°C)
  最大开关频率:20kHz
  驱动电源电压范围(VCC):15V ±5%
  逻辑输入电压兼容:3.3V/5V TTL/CMOS
  导通延迟时间(ton):约0.8μs
  关断延迟时间(toff):约1.8μs
  工作结温范围(Tj):-40°C 至 +150°C
  存储温度范围:-40°C 至 +125°C
  隔离电压:2500Vrms/min
  封装形式:SIP-7(单列直插式)
  集成保护功能:过流保护、欠压锁定、过热保护、短路检测

特性

PS21997-4W智能功率模块的核心优势在于其高度集成化的设计和卓越的可靠性。该模块采用了富士电机第五代IGBT芯片技术,结合优化的载流子注入结构和电场终止(Field Stop)层设计,显著降低了饱和导通压降(VCE(sat))和开关损耗,从而在高频工作条件下仍能保持高效率和低发热。其内置的栅极驱动电路经过精密匹配和温度补偿,确保各IGBT单元的开关行为一致性,减少因器件差异导致的电流不平衡问题,提升整体系统稳定性。
  该模块集成了全面的保护机制,能够在毫秒级时间内响应异常状况。例如,当发生过流或短路时,模块会自动封锁驱动信号并通过FO引脚输出低电平故障信号,防止IGBT因过热或过压而损坏。欠压锁定功能(UVLO)则确保在驱动电源电压低于安全阈值时禁止IGBT导通,避免因驱动不足导致的误导通或高损耗状态。过热保护通过集成的温度传感器实时监控模块内部温度,在超过设定阈值时触发保护动作,延长模块寿命。
  PS21997-4W支持3.3V和5V逻辑电平输入,可直接与主流微控制器(如STM32、RX系列MCU)连接,无需额外电平转换电路,简化了系统设计。其七引脚SIP封装具有良好的散热性能和电气绝缘能力,配合合适的散热片可满足连续高负载运行需求。此外,模块内部所有高压部分均经过绝缘树脂灌封处理,增强了抗潮湿、抗粉尘和抗振动能力,适用于恶劣工业环境。由于其标准化接口和即插即用特性,工程师可以快速完成系统搭建和调试,缩短产品开发周期。

应用

PS21997-4W广泛应用于各类中小功率交流电机驱动系统中。典型应用包括家用空调变频室外机、变频洗衣机、冰箱压缩机控制等白色家电领域,其高集成度和高可靠性特别适合对体积和长期运行稳定性有严格要求的消费电子产品。
  在工业控制方面,该模块可用于小型伺服驱动器、风机水泵变频控制系统、电动工具逆变电源以及自动化设备中的电机调速单元。由于其具备完善的保护功能和稳定的驱动性能,能够有效应对启停频繁、负载波动大的复杂工况,提高设备运行的安全性和能效等级。
  此外,PS21997-4W也适用于不间断电源(UPS)、太阳能微型逆变器、电动车辅助电源系统等电力电子变换装置。在这些应用中,模块的高效开关特性和低电磁干扰(EMI)表现有助于提升整体系统效率并满足严格的电磁兼容标准。其隔离型驱动结构还能增强系统对地噪声的抑制能力,提升控制精度。
  对于研发和教学用途,PS21997-4W常被用于构建电机控制实验平台或作为评估新型控制算法(如矢量控制、直接转矩控制)的硬件基础,因其接口清晰、保护完善,可有效防止误操作导致的器件损毁,降低开发风险。

替代型号

FP20R12KE3G
  FSBB20CH60C
  PM200DSA120

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