IMM100系列：高性能電機(jī)控制的智能IPM解決方案

在電機(jī)控制領(lǐng)域，高性能、高集成度的解決方案一直是工程師們追求的目標(biāo)。Infineon的IMM100系列iMOTION? Smart IPM為電機(jī)控制提供了一個(gè)理想的選擇。本文將詳細(xì)介紹IMM100系列的特點(diǎn)、應(yīng)用以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

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1. IMM100系列概述

IMM100系列是一系列完全集成的、可編程或可配置的高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，專為高性能、高效率的永磁同步電機(jī)（PMSM）/無刷直流電機(jī)（BLDC）驅(qū)動(dòng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如風(fēng)扇、泵和壓縮機(jī)等。該系列集成了控制器、柵極驅(qū)動(dòng)器和六個(gè)功率MOSFET，有“A”變體和“T”變體兩種類型?！癆”變體（IMM100A - xxx）包含一個(gè)完全可編程的ARM? Cortex? - M0控制器，而“T”變體（IMM10xT - xxx）則采用了Infineon的專利運(yùn)動(dòng)控制引擎（MCE）。

2. 產(chǎn)品特點(diǎn)

2.1 運(yùn)動(dòng)控制引擎（MCE）

IMM100T系列采用了獨(dú)特的靈活運(yùn)動(dòng)控制引擎（MCE），為永磁電機(jī)提供了內(nèi)置的閉環(huán)無傳感器（或可選基于傳感器）控制算法。MCE實(shí)現(xiàn)了磁場定向控制（FOC），使用單分流或支路分流電流反饋，并采用空間矢量PWM與正弦信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)最高的能源效率。此外，它還集成了多種保護(hù)功能，如過壓、欠壓、過流、轉(zhuǎn)子鎖定等。

2.2 柵極驅(qū)動(dòng)器

柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于與MCE在集成功率模塊中協(xié)同工作。它具有集成的自舉FET結(jié)構(gòu)，只需在模塊外部使用外部自舉電容。柵極驅(qū)動(dòng)器基于600V高壓結(jié)隔離技術(shù)，包括欠壓保護(hù)和故障報(bào)告系統(tǒng)。

2.3 開關(guān)選項(xiàng)

IMM100T模塊提供三種不同的功率級(jí)選項(xiàng)：

• IMM101T - 015和IMM102T - 015版本采用6 Ohm 500V溝槽MOSFET。
• IMM101T - 046和IMM102T - 046版本采用1.4 Ohm 650V CoolMOS?（柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)定義的最大電壓為600V）。
• IMM101T - 056和IMM102T - 056版本采用0.95 Ohm 650V CoolMOS?（柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)定義的最大電壓為600V）。

2.4 其他特點(diǎn)

• 支持多種速度命令的主機(jī)接口選項(xiàng)：UART、PWM或模擬信號(hào)。
• 支持IEC 60335（‘Class B’）標(biāo)準(zhǔn)。
• 具有1500V RMS的隔離能力（1分鐘）。
• 采用非常緊湊的12x12mm PQFN封裝，減少了外部組件數(shù)量和PCB面積。

3. 應(yīng)用案例

3.1 無傳感器單分流配置

這是IMM100設(shè)備最常見的應(yīng)用案例，具有最低的物料清單成本和最多的可用可編程引腳，適用于系統(tǒng)級(jí)功能。

3.2 無傳感器支路分流配置

適用于對聲學(xué)噪聲要求極低的應(yīng)用。

3.3 2個(gè)霍爾傳感器配置

提供多種輸入設(shè)定點(diǎn)選項(xiàng)，包括模擬輸入、UART輸入和PWM或頻率輸入。

3.4 帶升壓PFC的無傳感器單分流配置

IMM102T特有的配置，適用于需要功率因數(shù)校正的應(yīng)用。

4. 技術(shù)參數(shù)

4.1 絕對最大額定值

包括MOSFET阻斷電壓、直流輸出電流、脈沖輸出電流、最大功率耗散等參數(shù)，不同型號(hào)的參數(shù)有所不同。

4.2 推薦工作條件

規(guī)定了正直流母線輸入電壓、柵極驅(qū)動(dòng)器高低側(cè)電源電壓、數(shù)字IC電源電壓等參數(shù)的范圍。

4.3 靜態(tài)電氣特性

包括高側(cè)和低側(cè)FET的泄漏電流、漏源導(dǎo)通電阻、零柵極電壓漏極電流、MOSFET二極管正向電壓降等參數(shù)。

4.4 動(dòng)態(tài)電氣特性

如開關(guān)能量、二極管反向恢復(fù)能量等參數(shù)，不同溫度條件下的參數(shù)也有所不同。

4.5 MOSFET雪崩特性

給出了單脈沖雪崩能量的參數(shù)。

4.6 熱特性

總熱阻結(jié)到環(huán)境的參數(shù)為27.7°C/W。

4.7 其他特性

還包括閃存參數(shù)、數(shù)字I/O直流特性、模擬I/O直流特性、欠壓鎖定直流特性、模數(shù)轉(zhuǎn)換器特性、溫度傳感器特性等。

5. 通信接口

IMM100T系列提供UART接口，UART波特率范圍為1200 - 57600 bps，采用8 - N - 1的數(shù)據(jù) - 奇偶 - 停止位模式。

6. 質(zhì)量聲明

IMM100系列符合工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)，具有MSL3的濕度敏感度等級(jí)，ESD方面符合Charged Device Model Class C2B和Human Body Model Class C2標(biāo)準(zhǔn)，并且是RoHS合規(guī)的。

總結(jié)

IMM100系列iMOTION? Smart IPM以其高度集成的設(shè)計(jì)、豐富的功能和良好的性能，為電機(jī)控制應(yīng)用提供了一個(gè)全面的解決方案。無論是在風(fēng)扇、泵還是壓縮機(jī)等應(yīng)用中，都能滿足高性能、高效率的需求。工程師們在設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，可以考慮IMM100系列，以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的電機(jī)控制問題呢？你認(rèn)為IMM100系列在哪些方面還可以進(jìn)一步改進(jìn)？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的看法。