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STPOWER SLLIMMインテリジェント・モジュール

IGBTインテリジェント・モジュール(SLLIMM)の内部回路図

昨今の市場では、冷暖房空調設備、サーボ・モータ、高出力の産業用ドライブ同様、生活家電や低 / 中消費電力のモータ・ドライブ・アプリケーションに対しても省電力性、小型化、信頼性、およびシステム・コスト低減の厳しい要件に対応できる高性能なソリューションが求められています。

STは、SLLIMM(小型低損失インテリジェント・モールド・モジュール)ファミリを開発しました。小型かつ高効率のデュアルインライン・インテリジェント・パワー・モジュール(IPM)は、こうしたニーズに対応できるいくつかのオプション機能を備えています。

SLLIMM IPMは、STPOWERファミリの製品です。

インテリジェント・パワー・モジュールとディスクリートベースのインバータのメリット比較

モータ制御アプリケーションでは、一般的に3相インバータ回路方式を使います。これは、モーターの動作周波数と電圧とを可変させるために使用されます。

簡単に言うと、3相インバータは、6つのスイッチ、ゲート・ドライバ、制御ユニット、およびシグナル・コンディショニング回路で構成されています。特定の電力範囲では、ヒートシンクをパワー・ステージに実装する必要があります。モータ・ドライブ設計の一般的なディスクリート手法では、高い柔軟性が得られるものの、コンポーネント数の増加、プリント基板の浮遊インダクタンスの増大、ヒートシンク実装の複雑さなど、いくつかのデメリットもあります。

インテリジェント・パワー・モジュールを使用すれば、3相インバータの構成を統合ソリューションに置き換えられるため、こうした制限を克服できます。設計時間と信頼性を改善し、製造コストや労力を減らし、浮遊インダクタンスを最小限に抑えながら、ヒートシンクの実装を容易化することができます。

インテリジェント・パワー・モジュールとディスクリート手法の利点と欠点の比較

SLLIMMインテリジェント・パワー・モジュールの統合レベルは高いため、回路設計の簡素化、BOMや重量の低減、信頼性の向上を実現できます。IPMでは、パッケージ(完全モールド・タイプとダイレクト・ボンド・カッパー)および実装端子(スルーホールとSMD)についての各種オプションを提供しています。3相インバータ構成において6個のパワー・スイッチ(プレーナ / トレンチIGBT、プレーナ / スーパージャンクションMOSFET)とドライバとを組み合わせることにより、導通損失とスイッチング損失のバランスを最適化し、優れた堅牢性とEMI特性を実現します。

STでは、アプリケーション開発に役立つ技術サポートと包括的な開発エコシステム(オンライン・シミュレータ評価ボードおよび文書)を提供しています。

アプリケーション

さまざまなパッケージ・オプションとSTの最高レベルのテクノロジーを組み合わせた非常に広範な製品ポートフォリオのおかげで、SLLIMMファミリは、多様な産業用アプリケーションに対応できます。

食器洗浄機
  • エアコン
    (窓付け / 壁付け / 携帯型)
  • 食器洗浄機
  • 乾燥機
  • 電気式コンロ
  • 調理器具
  • 冷蔵庫 & 冷凍庫
  • 洗濯機
産業用モータ制御
  • ACモータ・ドライブ
  • サーボ・モータ・ドライブ
  • PMSM/ブラシレスDC
    モータ制御ファン
  • ポンプ &
    コンプレッサ
サーバ・ファン
  • 商用
    屋内 / 屋外
    冷暖房空調設備ユニット
  • セントラル
    屋内 / 屋外
    冷暖房空調設備ユニット
高速移動する車
  • 車載用ブラシレスDC
    モータ制御
冷暖房空調制御
  • 冷暖房
    空調制御

製品タイプ

SLLIMM nano

SLLIMM nanoシリーズやSLLIMM nano 2ndシリーズを含む本シリーズでは、3つの高電圧ハーフブリッジ・ゲート・ドライバで駆動する6個のスイッチ(IGBTまたは高電圧MOSFET)が組み合わされています。
これらの非常に小型のIPMは、さまざまなフル・モールド・パッケージ(表面実装(SMD)とスルーホール(イン・ラインおよびジグザグ)のオプション、1A~8Aの電流容量)で提供されます。
SLLIMM nanoファミリは、ロール・シャッタ、冷蔵庫、食洗機、洗濯機、ポンプ、ファンなどの生活家電向け、および600Wまでの範囲のハードスイッチング回路で最大20kHzで動作するモータ・ドライブ向けに設計されています。

SLLIMM 2ndシリーズ

本シリーズは、1個のハイサイド・ドライバと1個のローサイド・ドライバから構成される設計になっています。電流容量として8A~35Aの、改良されたトレンチゲート・フィールドストップIGBTおよびスーパージャンクションMOSFETをスイッチング素子として内蔵しています。これらのIPMは、フル・モールドまたは上面放熱型ダイレクト・ボンド・カッパー(DBC)パッケージ・オプションで提供され、それぞれ低~中消費電力および高消費電力アプリケーションに適しています。SLLIMM 2ndシリーズは、生活家電(洗濯機、ポンプ、ファン、およびACユニット)や、300W~3kWのハードスイッチング回路で最大20kHzで動作するモータ・ドライブで、高い電力効率を実現できます。

高電力(HP)SLLIMM

本製品は、既存のSLLIMM IPMのブレークダウン電圧、電流容量、および電力範囲を拡張する新しい小型の強力なデュアルインライン・シリーズです。
これらのIPMは、6個の短絡耐量を確保したIGBTと還流ダイオードとを、ハイサイドおよびローサイドのゲート・ドライバと共に単一のパッケージに集積しており、これだけでインバータ段を実現できます。障害保護および温度制御機能も内蔵されています。
本製品は主に、冷暖房空調設備、サーボ・モータ、汎用インバータ(GPI)、さらには最大7kWの電力アプリケーション向けの産業用洗濯機といった産業用アプリケーション向けに設計されています。

製品ポートフォリオの詳細はこちら

これらの機能は、ハードスイッチング回路で動作する最高20kHzの3相インバータやあらゆるモータにおける効率改善や、出力範囲が10W~7kWのアプリケーションに適しています。

IGBTインテリジェント・モジュール(SLLIMM)の製品タイプ SLLIMM nanoSLLIM 2ndシリーズ高電力SLLIM

メリット

  • システムの統合と小型化
  • 部品点数の削減
  • 高効率および低電力損失
  • 対応電力範囲を7kwまで拡張
  • 優れた放熱性
  • 高い信頼性と堅牢性
  • 主要な産業用IPM競合製品とのピン配置互換

eDesignSuite

eDesignSuiteは、幅広いST製品を用いたシステム開発プロセスの効率化を支援する、使いやすい設計支援ユーティリティの包括的なセットです。

パワー・マネージメント設計センター

Thermal-electrical Simulators for Components Test

シグナル・コンディショニング設計ツール

NFC / RFIDカリキュレータ

設計ツールを選択:

パワー・マネージメント設計センター

Power Supply Design Tool Test

SMPS設計(トポロジ別、タイプ別、製品別)
PFC design with analog and digitial control
さまざまなPCB構成をサポート
タイプを選択
DC/DC
AC/DC
太陽光発電システム

パワー・マネージメント設計センター

LED照明設計ツール

一般的なトポロジのAC-DCおよびDC-DC設計に対応
注釈付きのインタラクティブな回路図を表示
電流 / 電圧グラフ、ボード線図、効率曲線、電力損失データを提供
タイプを選択
DC/DC
AC/DC

パワー・マネージメント設計センター

デジタル電源ワークベンチ

電源部と制御ループの設計を段階的に最適化
カスタム・アプリケーション用のSTM32Cube組み込みソフトウェア・パッケージを生成し、複数のSTM32 IDEと互換性のあるファームウェア・プロジェクトの生成が可能

パワー・マネージメント設計センター

パワー・ツリー・デザイナ

電源ツリー内の各ノードの入力 / 出力電力を指定
矛盾がないことを確認
個々のノードを設計
設計ツールを選択:

Thermal-electrical Simulators for Components Test

STPOWER Studio

長期ミッション・プロファイルをサポート
電力損失グラフと温度グラフを表示
ヒートシンクの熱特性の定義をサポート

Thermal-electrical Simulators for Components Test

PCB熱シミュレータ

ガーバ・ファイルからのPCBの熱解析
熱源、ヒートシンク、銅領域、および熱経路の追加が可能
レンダリングおよびシミュレーション用の強力なサーバ側エンジン
熱結果を2Dテーブルからグラフ表示

Thermal-electrical Simulators for Components Test

AC Switches Simulator test

定格とアプリケーション波形を選択
ジャンクション温度グラフとブロッキング電圧グラフを取得
最適なデバイスを検索およびソート
test

Thermal-electrical Simulators for Components Test

Rectifier Diodes Simulator test

定格とアプリケーション波形を選択
電力損失の推定
最適なデバイスを検索およびソート
test

Thermal-electrical Simulators for Components Test

TwisterSim

最適なViPOWER車載用パワー・デバイスの選択をサポート
負荷適合性、ワイヤ・ハーネスの最適化、故障状態解析、診断解析をサポート
さまざまなPCB構成をサポート

Thermal-electrical Simulators for Components Test

TVSシミュレータ

システム定格とサージ波形を指定
最適なデバイスを検索およびソート

Thermal-electrical Simulators for Components Test

Estimate

単純な回路図構築とファームウェア入力が数分で完了
バッテリ寿命、システム消費電力、部品(BOM)コストの信頼性の高い推定値を素早く生成
設計ツールを選択:

シグナル・コンディショニング設計ツール

アクティブ・フィルタ

多段設計と一般的なトポロジに対応
回路定数値を出力
ゲイン・グラフ、位相グラフ、群遅延グラフを表示
ロー・パス、ハイ・パス、バンド・パスフィルタに対応

シグナル・コンディショニング設計ツール

コンパレータ(ウィンドウ・コンパレータ機能搭載)

一般的な回路構成に対応
回路定数値を出力
I/O信号波形を提供
反転、非反転、ウィンドウコンパレータに対応

シグナル・コンディショニング設計ツール

ローサイド電流センス・アンプ

回路定数値を出力
電流誤差グラフを表示

シグナル・コンディショニング設計ツール

ハイサイド電流センス・アンプ

電流誤差グラフを表示
最適なハイサイド電流センス・アンプとシャント・デバイスの選択をサポート
設計ツールを選択:

NFC / RFIDカリキュレータ

NFCインダクタンス

形状と基板特性を入力
アンテナ・インピーダンスを取得

NFC / RFIDカリキュレータ

UHFリンク・バジェット

フォワードおよびリバース・リンクの特性を入力
リンク・バジェットの推定値を出力

NFC / RFIDカリキュレータ

NFCチューニング回路

アンテナ・パラメータと整合目標を入力
整合回路のトポロジを選択
設計目標の達成に必要な成分値を出力