Die Nutzung regenerativer Energiequellen, um die Emission schädlicher Treibhausgase zu vermeiden, ist der Treiber der weiter fortschreitenden Elektrifizierung. So werden in der Automatisierung in einigen Anwendungen pneumatische und hydraulische Aktoren durch elektrische ersetzt. In der Mobilität wie Bahn und Auto setzt man vermehrt auf elektrische Antriebe. Regenerative Energie wird über Leistungselektronik für unsere Energieversorgung nutzbar gemacht. Im Bereich Green Energy ersetzen effiziente Wärmepumpen herkömmliche Heizungen auf Basis fossiler Brennstoffe. Elektrische Energie wird zum Beispiel in Form von induktiver Erwärmung auch für industrielle Prozesse genutzt.
HY-LINE Power Components präsentiert intelligente Leistungshalbleiter, mit denen sich innovative Anwendungen realisieren lassen.

Kompakte Ansteuerung von 3‑Phasen-AC-Motoren

Leistungsbereich von 0,2 bis 10 kW

Leistungsstarkes DIPIPM

AC-Motoren setzen sich in immer mehr Anwendungen durch. So werden diese Motoren in Klimaanlagen, weißer Ware wie zum Beispiel Waschmaschinen und auch in Wärmepumpen eingesetzt. Die Ansteuerung der AC-Motoren ist aufwendiger als bei den einfacheren DC-Motoren.
Um die Drehzahl und das Drehmoment von 3-Phasen-AC-Motoren zu beeinflussen, erfolgt die Ansteuerung über eine B6-Brücke aus Leistungsschaltern. Das bedeutet eine Vielzahl von Komponenten und die Entwicklung einer Ansteuerplatine.

Power Modul im DIP-Package

Die Lösung für eine Ansteuerschaltung liegt daher in einem Intelligenten Power Modul (IPM), welches in einem kompakten Dual-Inline-Package (DIP) angeboten wird. Das DIPIPM vereint viele Vorteile in einem kompakten Gehäuse. Neben den Leistungsschaltern, die je nach Anwendungsbereich als IGBT oder auch als SiC-MOSFET ausgeführt sind, enthält das Modul die Freilaufdioden sowie die Treiber und Schutzbeschaltung für die Leistungsschalter.

Aufbau eines DIP-IPM

Power

DIPIPM mit integrierter High-Voltage-Level-Shifter-Technologie

Beispiel einer 3-Phasen-Motorsteuerung

Die integrierte High-Voltage-Level-Shifter-Technologie sorgt dafür, dass auch die High-Side-Schalter ohne zusätzliche Optokoppler oder andere galvanisch getrennte Datenübertrager angesteuert werden können.

Die Versorgung der Treiber erfolgt mit nur einer Spannung von 15 V DC. Die High-Side-Treiber bekommen Ihre Energie von einer Bootstrap-Schaltung, die je nach Leistungsklasse sogar bereits im Modul integriert sein kann. Dadurch entfällt der externe DC/DC-Wandler. Noch kompakter geht es nicht mehr. Getrieben durch die bereits genannten Einsatzgebiete sind die Stückzahlen für DIPIPM in den letzten Jahren deutlich gestiegen, was zu einem für Industrieanwendungen sehr attraktiven Preis-/Leistungsverhältnis führt. So sollte man bei der Planung einer kompakten Ansteuerung für 3-Phasen-Motoren mit bis zu 10 kW den Einsatz von DIPIPM prüfen.

Übersicht DIPIPM