Одна из бурно развивающихся областей электроники в XXI веке — это силовая
электроника. Наиболее перспективным направлением в ней являются
интеллектуальные силовые компоненты: интегрированные силовые микросхемы,
ключи и модули. Сегодня данный процесс стремительно происходит благодаря
успехам в совершенствовании технологии изготовления и, как следствие,
значительному улучшению параметров мощных полевых транзисторов (MOSFET),
биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), силовых драйверов
более высокой степени интеграции. Интеграция схем управления (драйверов,
контроллеров) в силовые ключи и затем в исполнительные устройства и
механизм стала и необходимым, и оправданным шагом. В настоящее время, а тем
более
в будущем, интеллектуальным силовым компонентам в силовой электронике
альтернативы не предвидится.
Владимир Ланцов
vvlantsov@list.ru
История возникновения
интеллектуальных силовых компонентов
ным затвором (МОПТ или MOSFET). Также мог
использоваться стабилитроны, поликремниев и другие резисторы,
оксидно-полупроводниковы
Саркис Эраносян,
В конце XX века бурное развитие получили такие секторы рынка электроники,
как компьютерные и про-
керамические конденсаторы и т. д. [1, 2]. Предпол галось, что Smartpower
найдут широкое применен
к. т. н.
sarkiseran@svs.ru
граммные продукты, — другими словами, все, что на- зывается компьютерными
технологиями. То же самое можно сказать о мобильной связи, об интернет-тех-
нологиях, включая приложения для промышленнос- ти, силовой электроники. Но
если, по оценкам специ- алистов, первые из упомянутых областей электрони-
в автономных импульсных источниках питания, ст билизаторах напряжения, в
регуляторах скорос электродвигателей, в автомобильной электрони и т. п.
Рынок сбыта таких микросхем оценивался д того времени достаточно высоко —
от $8 млн в 19 до $80 млн в 1986 году. В дальнейшем, по прогно
ки прошли или уже проходят свой пик, то подъем силовой электроники только
начинается. Такое поло- жение связано не только с усовершенствованием всех
систем энергоснабжения и энергопотребления (эф-
Артура Фьюри (фирма Siliconix), к 1992 году общи объем продаж данных ИС
должен был дости
$1,2 млрд [3]. Как показала практика, подобный о тимизм не оправдался.
Фактически все ограничило
фективность — бесперебойность электропитания, его надежность и живучесть),
но и с глобальными зада-
выпуском сравнительно небольшой номенклатур специальных устройств.
Рассмотрим для приме
чами повышения их экономичности на фоне посто- янного роста потребности в
электроэнергии и цен на энергоносители. Поэтому многие специалисты счи-
тают XXI век эпохой силовой электроники.
Первая информация о «разумных» силовых мик-
интеллектуальные силовые микросхемы фирм
STMicroelectronics семейства L290 [4].
Все микросхемы выполнены в мощных 15-выво ных корпусах с однорядным
расположением выв дов. Силовое питание 5(12)–40(46) В. Выходная мо
росхемах появилась в статье Г. Бирмана «Начало про- мышленного выпуска
«разумных» мощных ИС»
в 1985 году в журнале «Электроника» («Electronics»). По нашему мнению,
начальный период развития ин-
ность — до 160 Вт в импульсе при напряжении пит ния 40(46) В и выходном
токе до 4 А. В микросхем предусмотрена защита от токовых перегрузок и К. от
перегрева и другие функции, выходные ключев
теллектуальных силовых компонентов составляет по
каскады — на мощных биполярных транзистора
разным оценкам 10–12 лет. Поиск перспективных типов мощных интегральных
схем (ИС) для систем преобразования энергии привел к появлению ново- го
класса полупроводниковых приборов на основе так называемых «разумных»
(иначе они называют-
Силовые (замыкающие) диоды, используемые пр работе на индуктивную нагрузку,
в состав не вход и устанавливаются извне. Микросхема L294 предста ляет
собой одноканальный драйвер для управлен нагревательными и
электромагнитными (солено
ся интеллектуальными — smart) мощных интеграль-
ных схем (Smartpower).
Структура «разумных» силовых ИС представляла собой сочетание на одном
кристалле силовых эле- ментов с логическими и аналоговыми ИС. Это, в ча-
стности, могут быть логические CMOS (КМОП) — структуры с высокой плотностью
элементов, преци- зионные биполярные линейные схемы, мощные би- полярные
или полевые транзисторы с изолирован-
ды) устройствами по релейному закону. Микросх ма L295 — это двухканальный
драйвер аналогичн го типа. С помощью двух таких микросхем уже мо но
управлять шаговым двигателем. Микросхема L2 была первым мощным монолитным
(твердотел ным) интегральным стабилизатором в пластик вом корпусе.
Регулирование напряжения осущ ствляется на основе широтно-импульсной модул
ции (ШИМ). Кроме стабилизации напряжения L2
4
www.finestreet.ru
могла использоваться для стабилизации тока специальных источников света,
скорости вра- щения электродвигателей постоянного тока
IGBT (600–1200 B) с силовыми диодами (анти- параллельными, свободными).
Модули выпол- нялись в специальных корпусах, в которых все
из них — VB027. Это мощный драйвер для с стемы зажигания. В нем
предусмотрены во можность установка начального напряжен
и в других целях.
выводы электрически изолированы от метал-
на катушке, предельного тока через катушк
Укажем и на ряд импульсных источников
лического основания.
совместимость по входу с логическими уро
вторичного электропитания (ИВЭ) мощнос-
Начальный период развития интеллектуаль-
нями напряжений управления и другие. Осно
тью до 240 Вт (Lambda) со встроенной схемой ограничения по току и защиты от
перегрева, на сборки высоковольтных (500 В) транзисто-
ных силовых компонентов условно закончил- ся в 1994–1995 годах. Подведем
некоторые ито- ги данного периода. Чрезмерный оптимизм от-
ные параметры: напряжение фиксации (clam
Ucl = 360 B, Icl = 8,5 A.
Несколько слов непосредственно о разв
ров на одном кристалле. В том же ряду мож- но отметить выпуск моделей
Smartpower упо-
носительно рынка сбыта подобных приборов не подтвердился, а энтузиазм
разработчиков
тии силовых компонентов. На современно этапе многие фирмы значительно
усоверше
мянутой фирмы Siliconix [5]. Например,
Smartpower — кристалл ИС типа DG568/569
и изготовителей «разумных» мощных микро- схем оказался недостаточным. В чем
основные
ствовали технологию изготовления (CoolMO TrenchMOS) мощных высоковольтных
(³500
содержал матрицу, состоящую из 500 ячеек
причины «торможения» этого направления
MOSFET и благодаря этому улучшили их п
CMOS-вентилей, а также восемь мощных
мощной электроники? По нашему мнению,
раметры. В частности, значение UDS max для н
MOSFET на 200 В. Как пример максимально- го приближения приборов Smartpower
к ин- теллектуальным (интегрированным) силовым модулям назовем Integrated
Power Modules (IPM), а также отметим разработки фирмы Omnirel. Прибор типа
ОМ9015FS — это ком- бинация мощных полупроводниковых при-
прежде всего в высоких ценах на наиболее сложные изделия, в
неподготовленности ши- рокого круга потребителей к восприятию но- вых идей
и продуктов, а главное — к их при- менению. Следует принять во внимание и
срав- нительно невысокий, по современным меркам, уровень параметров мощных
силовых ключей
которых MOSFET фирмы Advanced Pow Technology уже сейчас достигло 1000–1200
значение тока стока ID max составляет до 100 также было уменьшено значение
сопротивлен открытого канала сток-исток RDS on (доли Ом Еще более быстрыми
темпами развивали IGBT. Уже в 1996 году основную массу IGBT с
боров в миниатюрных и герметичных толсто- пленочных модулях с улучшенными
тепло- выми характеристиками. Мощные элементы,
с преобладанием в их массе биполярных тран- зисторов; несовершенный уровень
технологии и компонентов сборки (чипов, SMD-компо-
ставляли низкочастотные (3–20 кГц) модели с н пряжением коллектор-эмиттер
UCES , равным 6 и 1200 В. А к 2004 году появились быстроде
дополненные схемами управления, образовы- вали практически законченную
схему источ-
нентов). Правдоподобно выглядит и другая версия «противодействия» развитию
этого на-
ствующие (fast) и «сверхбыстродействующи
(ultrafast) IGBT с частотным диапазоном 50–150 к
ника питания без моточных элементов.
К середине 1990-х параллельно с интеллек-
правления микроэлектроники: «саботаж»
со стороны производителей «рассыпных» ком-
и более. Среди них можно указать, наприме
IGBT модели SKW25N120 фирмы Infineоn и
туальными силовыми микросхемами зарубеж-
понентов — транзисторов, диодов, микросхем
IRG4PF50WD, IRG4PH40UD компании Inte
ные фирмы стали разрабатывать более про- двинутые модели «самозащищенных»
интел-
и прочего. Дело в том, что развитие рынка
Smart powers привело бы к резкому сокраще-
national Rectifier (IR) [6]. У стандартных IGBT н пряжение UCES было
увеличено до 1700 и 2500
лектуальных силовых ключей. Эти ключи,
также называемые Integrating Power Switches —
нию выпуска отдельных компонентов и соот-
ветственно к уменьшению прибыли от прода-
Для примера приведем некоторые парам
тры IGBT типа IRG4PF50WD: UCES = 900
IPS, создавались уже не на биполярных тран-
жи крупных партий таких изделий и готовых
коллекторный ток IC = 51 А, мощность расс
зисторах, а на более совершенных и надежных
устройств на их основе. Большинство извест-
ивания на коллекторе PCE max = 200 Вт; быс
MOSFET. К их числу относятся низковольт- ные (50–70 В), TOPFET
(Temperature and
ных фирм производит эти элементы не толь- ко в своих странах, но и по
лицензиям в дру-
родействие: время нарастания tr = 26 нс, вр мя спада tf = 220 нс
Overload Protection), PROFET (PROtected) и дру-
гие Smart Switches. В силовой MOSFET-ключ была встроена схема защиты от
различных пе- регрузок с выполнением и других «разумных» функций. Вот
некоторые из них: токовое ог-
гих странах (Тайвань, Таиланд, Малайзия и т. д.). В итоге фирмы
получили большую прибыль, используя практически технологию
«вчерашнего» дня с минимальными затрата- ми на изготовление и рекламу.
С учетом сказанного сформулируем осно ные направления развития
интеллектуальн силовых компонентов:
· интеграция в одном корпусе нескольк
MOSFET или чаще IGBT для образован
раничение выхода и защита от К.З.; защита от перегрева; защита от
перенапряжений и К.З. по цепи питания управления; детектирование
В общем, в те годы не произошло широко- го распространения устройств
Smartpower. Они несколько обогнали свое время, но их раз-
более сложных силовых структур стала обы ной практикой;
· встраивание (интеграция) в силовые кл
(диагностика) разрыва цепи нагрузки, быст- рое размагничивание сердечника
индуктив- ной нагрузки (трансформатор).
работка и применение заложили основу для дальнейшего развития
интегрированных си- ловых компонентов.
чи или их конфигурацию (полумосты, мо ты) управляющих драйверов или/и ШИ
контроллеров и т. п.
В качестве примеров можно привести такие модели низковольтных IPS общего
назначе- ния, как VNP20N07 (STMicroelectronics), BUK106-50L (Philips),
BTS442E2 (Infineon/ Siemens) [6]. Наиболее широко они стали при- меняться в
автомобильной электронике, для уп-
Современные интеллектуальные силовые компоненты
Итак, одной из первых областей примене- ния Smart powers стала
автомобильная элек-
Первое применение в AC/DC-преобразоват лях таких продвинутых компонентов
предл жила фирма Power Integrations. Это были I средней «высоковольтности»
(700 В), в частн сти различные модификации TOP Switches [ Они по своей
структуре представляют комб
равления различными электромеханическими устройствами (электродвигатели,
соленоиды,
троника. Благодаря огромному спросу на ав- томобили, неуклонному повышению
требо-
нацию MOSFET с интегрированным в одно
SIPMOS-чипе несложным ШИМ-контроллеро
заслонки) и в других целях. В частности, в BTS442E2 силовой
MOSFET-ключ имеет на-
ваний к их параметрам, автомобильная электроника сегодня
развивается очень быст-
Имеется также схема защиты от токовых пер грузок, перегрева и
перенапряжения на выхо
пряжение сток-исток UDS max = 60 В, ток стока
ID max =21 А (70 А при К.З.), мощность рассеи- вания PD max = 125 Вт,
типовое сопротивление открытого канала сток-исток RDS on = 0,02 Ом.
рыми темпами. Важнейшим ее применением в современном автомобиле является
электрон- ное зажигание, которое позволяет снизить энергопотребление и
токсичность отработан-
Первое поколение семейства импуль ных преобразователей — стабилизатор
TOPSwitches 204–214 — было выполнено в ста дартных транзисторных корпусах
(ТО-22
Тогда же ведущие фирмы Siemens, Toshiba,
ных газов, повысить мощность и экономич-
и рассчитано на создание обратноходовых пр
Motorola, International Rectifier и прочие начи- нают промышленный выпуск
интеллектуаль- ных (интегрированных) силовых модулей
ность двигателя за счет более полного сгора- ния топлива, облегчить
холодный пуск. При этом важно, что микропроцессорное уп-
образователей. Рабочая частота 90–110 кГ При входном напряжении 100–230 В
переме ного тока можно получить выходную мощнос
(IPM). Модули представляют собой комбина-
равление обеспечивается достаточно просто.
10–100 Вт. Но уже модели четвертого покол
цию (полумосты и мосты, одно- и трехфазные)
Фирма STMicroelectronics [4] выпускает не-
ния семейства TOP Switches-GX (TOP242–25
мощных высоковольтных MOSFET (500 B) или
сколько типов таких микросхем. И лучшая
при частоте 100–130 кГц и работе от сети по
www.finestreet.ru
волили реализовать выходную мощность
9–150–260 Вт. Выходная мощность зависит от диапазона входного переменного
напряже-
в последнем случае один IGBT (7-й) мог исполь- зоваться, например, как
«тормозной». В состав модуля также входят (могут входить) трехфаз-
· началом внедрения (встраивания) интелле туальных силовых компонентов в
исполн тельные устройства и механизмы, в том чи
ния: 220 В ±20% или 85–265 B, 50 Гц.
За 1998–2001 гг. мировой рынок ИВЭ и инте- гральных микросхем для них вырос
с $2,8 млрд до $4,9 млрд. На период с 2002 по 2005 год про-
ный выпрямитель и терморезистор. Драйвер выполнен на отдельной печатной
плате и мо- жет устанавливаться непосредственно на мо- дуль (фирма
Semikron). В связи с этим следует
ле в электродвигатели на примере Ш (Smart motor);
· значительными темпами развития технол
гии производства и улучшением параме
гнозировалось увеличение объемов продаж этих изделий с $5,1 млрд до $7,8
млрд [8]. Такая ак- тивность объясняется в том числе и выпуском
упомянуть IPM [14], также разработанные
Semikron для гибридных транспортных средств — гибридомобилей. Своим
названием
ров силовых компонентов — MOSFE
и IGBT, особенно IGBT;
· совершенствованием устройств управлен
новой продукции универсального применения на основе высоких технологий
(hi-tech). Недавно появились рекламные сообщения,
они обязаны тому, что используют для движе- ния, например автомобиля,
комбинацию дви- гателя внутреннего сгорания с электродвигате-
(драйверы, контроллеры), встраиваемы в Smart Powers.
что фирма Infineon [9] разработала и подгото-
лем. Модули получили название — SKAI (сна-
Дальнейшее развити
вила к выпуску основные IPM для сетевых ИВЭ:
чала Semikron Automotive Inverter, а потом —
интеллектуально
активный корректор коэффициента мощнос-
ти (ККМ/PFC) и работающий на него однотакт- ный инвертор. IPM включают
только полупро-
Semikron Advanced Integration). Но посколь-
ку область применения таких модулей оказа- лась широкой (подъемники,
транспортеры, по-
силовой электроник
На основе имеющейся информации поп
водниковые структуры (без моточных изде- лий). Вероятно, следующее
поколение этих и других IPM мы будем условно называть си-
грузчики и другие), то в некоторых вариантах за ними окончательно
закрепилось название SKADS (Semikron Advanced Drive Systems).
таемся заглянуть в будущее интеллектуально силовой электроники. Безусловно,
дальнейш развитие получат как архитектура (структур
ловыми модулями высшей степени интегра-
ции (Super IPM, или SIPM). Они должны пред- ставлять собой функционально
полную сово- купность «самозащищенных» силовых ключей со встроенными
интегральными контролле- рами (драйверами) управления и комплексной защиты
от различных перегрузок.
В свою очередь авторы статьи предлагают
Фирма International Rectifier предложила IPM
для электроприводов малой мощности, в ча- стности для использования в
массовом про- мышленном электроприводе и приводе быто- вой техники [12].
Предложены две версии мо- дулей — А и В. Версия А использует 3-фазный мост
на IGBT: 6 кристаллов 600-вольтовых IGBT (NPT, 5-го поколения) и 6
антипараллель-
этих компонентов, так и входящие в них узл
и устройства. Серьезно возрастут объемы пр менения интеллектуальных силовых
комп нентов: микросхем, IPS и IPM (SIPM). Следу отметить последние
достижения в полупрово никовой (MOSFET, IGBT, мощные высок вольтные диоды
Шоттки) и микроэлектро ной (чипы высокой степени интеграции, SM
для сетевых ИВЭ применить три наиболее рас- пространенных сегодня типа
схем, а именно:
ных диодов — с открытыми эмиттерами ниж- них плечей. Версия В имеет ту же
структуру,
компоненты и т. д.) технологии. Очевидн успехи в компьютерной технологии
(микр
а) схема на основе однотактного обратноходо- вого преобразователя (f lyback
DC/DC);
но с включением силового шунта для контро- ля тока в нулевой провод.
Управление ключа-
контроллеры, цифровые сигнальные проце соры или микроконтроллеры, флэш-памя
б) схема однотактного прямоходового преоб- разователя (forward DC/DC) с
двумя одно- временно коммутируемыми ключами (тран- зисторами);
в) сдвоенный преобразователь по схеме «б», в котором ключи работают со
сдвигом по фазе на 180° и имеют общий LC-фильтр. При этом целесообразно
ограничить коли- чество SIPM в синтезируемых ИВЭ — не бо- лее четырех типов
[10, 11]. Некоторые типы SIPM уже теоретически проработаны автора-
ми осуществляется с помощью силового драй- вера, который использует
кристалл трехфаз- ного драйвера типа IR21365 в широком диапазоне
частот ШИМ — до 20 кГц. Появилась информация о встраивании IPM и
интеллектуальных силовых драйверов в ма- ломощные электродвигатели (шаговые
двига- тели), что является важным и очень перспек- тивным направлением
развития современно- го электропривода. Фирма Animatics (США) — пионер и
признанный лидер в области интел-
большого объема), в области полимеров, пл нарных моточных изделий,
«микропечатны плат. Все это наряду с успехами в силовых ко понентах дает
мощный импульс развитию и теллектуальной силовой электроники. Рассм трим
подробнее данные направления. Дальнейшее улучшение параметров собственно
силовых компонентов
По оценкам специалистов, можно реаль
прогнозировать, что MOSFET прочно займ нишу примерно до 10 кВт при
напряжени
ми применительно к мощному (400 Вт) ИВЭ.
Однако более быстрыми темпами растет при- менение IPM в системах
электропривода. Следу- ет отметить, что, по оценкам специалистов [12],
сектор маломощного (приближенно до 4 кВт)
лектуального электропривода — недавно анон-
сировала выпуск семейства интеллектуальных (высоко интегрированных) шаговых
двигате- лей (ШД), именуемых Smart motor [15]. Се- мейство Smart motor
серий ST230 и ST340 —
сначала 1500 В, а затем и до 1700–2000 В. IGB
уверенно утвердятся в диапазоне мощност от сотен до тысяч киловатт при
напряжени до 6000–8000 В [16]. Одновременно расшири ся частотный диапазон
их работы, но уже б
электропривода занимает свыше половины рын-
это совершенные, компактные «интеллекту-
больших прорывов. Будут предприняты ш
ка промышленных электроприводов малой и средней (до 40 кВт) мощности. То же
можно
альные» ШД со встроенными силовыми драй- верами, контроллерами с достаточно
большим
ги по интеграции в одном модуле силовы компонентов различного вида (в связи
с че
сказать и о приводах бытовой техники: холо- дильников, стиральных машин,
кондиционе- ров. Пока IPM имеет реальное воплощение лишь
объемом памяти (энергонезависимая —
28 Мбайт и энергозависимая — 32 Мбайт)
и с возможностью внешнего управления по
собственно, и появились сами IGBT). Уже с годня в некоторых работах
предложено ко плексирование MOSFET и IGBT в одном ко
в регулируемом промышленном электропри-
воде, который развивается все более быстрыми темпами. По оценке
специалистов, в последнее
интерфейсу RS232/RS485. Кроме того, в них
встроены инкрементные декодеры для считы- вания угла поворота вала
двигателя. Таким об-
пусе по схеме параллельного соединения [17
Такая структура позволяет при сравнитель небольших рабочих токах
использовать кан
время выпуск электродвигателей переменного тока с интегрированными в них
преобразовате- лями частоты существенно возрастает. Так, ес- ли в 1999 году
их выпустили примерно 40 тыс.
разом, для функционирования данного Smart
motor необходимы только внешние источни- ки питания (20–80 В) и канал связи
с компью- тером для задания законов и режимов работы.
(плечо) MOSFET для уменьшения статиче ких потерь благодаря малой величине
сопр тивления открытого канала. При этом улу шаются и динамические
параметры силово
штук (около $46 млн), то в 2006-м их число долж- но возрасти до 220 тыс.
штук (приблизительно
Современный этап развития интеллекту- альной силовой электроники
заканчивается.
ключа. В то же время при больших токах, в то числе в аварийных режимах,
дополнитель
$195 млн) [12].
Еще недавно на рынке IPM для регулируе- мого электропривода переменного
тока доми- нировали Eupec, Semikron, Fairchild, Mitsubishi и другие фирмы.
Модули представляют собой трехфазные мосты на 6 или 7 IGBT, причем
Он характеризуется:
· уверенным развитием Smart Powers (мик- росхем, IPS, IPM) как по
количеству фирм- участников, так и по объемам выпуска этих изделий, в
частности для ИВЭ, автомобиль- ной электроники, электропривода;
используется канал IGBT. Общая рассеива
мая мощность комбинированного клю меньше, чем при использовании только
одн го вида транзисторов.
Следует ожидать, что в силовую часть м дулей большой и очень большой мощнос
6
www.finestreet.ru
будет дополнительно встроен ряд датчиков
происходит в промышленных компьютерах.
старое»; «развитие происходит по диалектиче
для диагностики работоспособности. Возмож- ны и другие варианты
совершенствования соб- ственно силовой части IPS и IPM.
Переход IPM от аналогового
В качестве примеров можно указать следую- щие перспективные сферы
применения интел- лектуальных силовых компонентов:
· источники вторичного электропитания —
кой спирали». Так что удивляться ничему не сл дует, а надо лучше знать
историю развития да ной отрасли. К сожалению, в настоящее вре в России
интеллектуальной силовой электрон
на цифровое управление
при использовании более продвинутых драйверов и контроллеров
низковольтные и высоковольтные;
· электроприводы различного назначения со встраиванием IPM (SIPM) и
силовых драй-
ке уделяется мало внимания. Поэтому, по мн нию авторов, целесообразно
развивать инте лектуальные силовые компоненты в инновац
Широкое применение при встраивании по-
лучат микроконтроллеры с развитой инфра- структурой (обрамлением) и большим
объ-
веров непосредственно в корпуса электро-
двигателей;
· интеллектуальные исполнительные меха-
онных центрах или технопарках как реальну
область высоких технологий.
емом памяти. Это позволит реализовать функции, которые сейчас
выполняются в простейшем виде или вообще отсутствуют. Микроконтроллеры
являются более совер- шенными устройствами управления, защи- ты и
необходимого информационного обес- печения, включая организацию внешнего
интерфейса. Для понимания проблемы при- ведем некоторые функции,
осуществляемые
низмы и устройства (электромагнитные, пневмо-и гидроклапаны, заслонки,
вибро- питатели и прочие) со встроенными интел- лектуальными силовыми
компонентами, что особенно важно при работе в тяжелых условиях
эксплуатации;
· автомобильная электроника;
· бытовые электроприборы и установки;
· робототехнические системы и устройства.
Литератур
1. Лаймен Дж. Функциональные модули простой способ реализации мощных ги
ридных ИС. «Разумные» МОП-транзист ры фирмы Siemens, изготовленные по те
нологии SIPMOS // Электроника. 1988. №
2. Полузаказные «разумные» мощные ИС
базе матричных кристаллов, создаваем
микроконтроллером:
· безаварийное включение/выключение по за-
Последняя область применения очень важ- на для повышения качества
продукции, а так-
всего за 45 суток // Электроника. 1988. № 1
3. Низкий уровень продаж мощных ИС с л
данному алгоритму, в том числе и/или при возникновении экстремальных
ситуаций;
· формирование последовательности импуль-
сов управления, регулируемых по опреде- ленному закону: по длительности —
ШИМ, по частоте — ЧИМ, позиционное (релей-
же для увеличения производительности труда. Подобное наблюдается сейчас в
Японии, кото- рая вынуждена все больше конкурировать
с промышленностью Китая, имеющего огром- ные резервы дешевой рабочей силы.
Не менее важно это и для России при складывающейся
гическими функциями // Электроника. 198
№ 5.
4. SMART POWER. Application manu
STMicroelectronics (www.st.com), 1989.
5. www.siliconix.com (www.vishay.com)
6 . Ка тал ог электронных к омпонент
ное) регулирование;
· выполнение адаптивных функций: регули-
неблагоприятной демографической ситуации и вступлением в ВТО. Именно
интеллектуаль-
FARNELLINONE (www.farnellinone.com
2004–2005.
рование по изменению сигналов обратной
ная силовая электроника и является одним из
7. Power Integrations, Inc. (www.powerint.com
связи по напряжению, по току модуля, по ча- стоте, коррекция по изменению
питающего
реальных направлений hi-tech, о чем так мно- го говорят и пишут на самых
высоких уровнях.
Date Book, Design Guide and Semin
Handbook, 2002.
(сетевого) напряжения и т. п.;
· активное выравнивание токов при парал- лельном соединении или
резервировании
Вместе с тем применение новой интеллек- туальной силовой электроники
поставит пе- ред разработчиками, технологами и производ-
8. Лукин А., Лазученков А., Пилягина Ю. Вс мирный рынок источников питания
и и тегральных микросхем силовой электрон
однотипных модулей (силовых каналов);
· одновременное управление как активным корректором коэффициента
мощности (ККМ/PFC), так и преобразователем (пре- образователями) в ИВЭ;
ственниками новые серьезные задачи и предъ- явит к ним повышенные
требования. В этом контексте прежде всего отметим следующее: а) интеграция
в одном корпусе очень мощных, высоковольтных силовых ключей и низко-
ки // Практическая силовая электроник
2003. № 9.
9. www.infineon.com
10. Эраносян С., Ланцов В. Интеллектуальн силовые модули для источников
электр
· сбор опережающих сигналов о перегрузках
вольтной управляющей микроэлектрони-
питания — один из путей возрождения от
IPM или силовых драйверов, приводящих к его выключению, и выдача их в
систему.
ки предъявит повышенные требования
к обеспечению качества электрической изо-
чественной микроэлектроники XXI века
Электрическое питание. 2005. № 1–2.
То же самое можно сказать и о цифровых сигнальных процессорах
(DSP-контроллерах),
ляции силовой и управляющей частей, в том числе и в динамических режимах
(du/dt
11. Эраносян С., Ланцов В. Пути развития и а хитектура отечественных
интегрирова
которые фирма Texas Instruments успешно продвигает для управляемого
интеллектуаль- ного электропривода [18]. Изменение правил и алгоритмов
функционирования интеллек- туальных силовых объектов осуществляется не
аппаратно, а изменением программ, запи- сываемых во флэш-память.
Расширение сферы применения
и di/dt), а также к их электромагнитной совместимости (помехоустойчивости,
по- мехозащищенности);
б) потребуется существенно повысить инже- нерную, технологическую и
производствен- ную культуру, поскольку эти изделия будут сложными и
дорогими. В связи с этим, в ча- стности, изготовители интеллектуальных
ных силовых модулей для импульсных и точников вторичного электропитания
Электрическое питание. 2005. № 3–4.
12. Башкиров В. Интеллектуальные силов модули компании International
Rectifier д электропривода малой мощности // Сил вая электроника. 2005. №
1.
13. Колпаков А. Перспективы развития эле
интеллектуальных силовых компонентов
силовых компонентов еще больше внима- ния должны уделять рекомендациям по
при-
тропривода // Силовая электроника. 200
№ 1.
Интеллектуальные силовые компоненты ста-
нут привычными электронными компонента- ми для разработчика, такими как
сегодня дис- кретные MOSFET, IGBT, драйверы, ШИМ, ЧИМ и
ККМ/PFC-контроллеры. В идеале мож-
менению (application notes) своих изделий;
в) еще более актуальной станет необходимость дополнительных мер по
обеспечению на- дежности функционирования при воздей- ствии экстремальных
внешних факторов:
14. Колпаков А. Модули SKAI/SKADS — пр
дельный уровень интеграции // Силов электроника. 2005. № 3.
15. www.animatics.com
16. Флоренцев С. Современное состоян
но предположить (как показано на примере
несанкционированные включения/отклю-
и прогноз развития приборов силовой эл
Smart motor), что для организации автомати- зированных систем потребуются
только пер-
чения, в том числе при техногенных авари- ях и катастрофах; значительные
импульс-
ктроники // Современные технологии а томатизации. 2004. № 2.
сональный компьютер (компьютерный ком- плекс), каналы связи (в том числе
беспровод-
ные помехи; сбои в системах автоматизиро- ванного управления, климатические
и иные
17. Ширяев А. Конструируем силовой ключ
Современная электроника. 2004. № 2.
ные), источник(и) электропитания (при
воздействия и т. п.
18. Лапин А. Новое поколение изделий комп
необходимости) и программное обеспечение. Возможно встраивание в IPM
(SuperIPM) и мо- дулей Ethernet подобно тому, как сегодня это
Как известно, любые прогнозы — вещь не- благодарная. Однако следует иметь в
виду из- вечные истины: «новое — это хорошо забытое
нии TЕXAS INSTRUMENTS для управля мого электропривода // ЭЛЕКТРОНИК Наука,
Технология, Бизнес. 2005. № 6.
www.finestreet.ru
Комментариев нет:
Отправить комментарий