【導讀】自 2018 年啟動工控與儲能市場戰(zhàn)略布局以來,上海貝嶺始終聚焦光伏儲能、伺服變頻、工業(yè)電源、BMS、電動工具、電動車等核心領域,專注于為客戶打造高性價比的半導體產品及系統(tǒng)解決方案。公司產品矩陣覆蓋電源管理、信號鏈產品、功率器件三大核心領域,依托功率器件、電源管理、接口芯片、隔離器、存儲器、馬達驅動、數(shù)據(jù)轉換、標準信號八大產品線,成功構建起全面的模擬與數(shù)模混合產品解決方案平臺。其中,在高壓電機驅動領域,公司產品覆蓋率已突破 80%。
圖 1:高壓電機驅動典型框圖
一、主功率鏈產品介紹
在高壓電機驅動主功率鏈的產品供給上,上海貝嶺可提供 650V 全系列 IGBT 產品,同時搭配柵極驅動產品形成完整配套,具體產品信息如下:
(一)650V 10A~75A 系列 IGBT 產品
650V 10A~75A 系列 IGBT 產品圖片(封裝形式)
該系列產品基于上海貝嶺 G2 Trench FS IGBT 工藝平臺研發(fā),工藝水平對標市場主流 H4 代產品。產品采用 3um pitch 微溝槽工藝,正面結構經過精心設計,優(yōu)化 “Gate 溝槽 + dummy 溝槽” 比例,背面則運用改進的 H FS 工藝,不僅實現(xiàn)了出色的 Vcesat-Eoff 折衷特性,還具備優(yōu)秀的短路能力;終端部分采用優(yōu)化的 “FLR + 場板技術”,最高工作結溫可達 175℃,且能通過 HV-H3TRB 加嚴可靠性測試。
針對不同應用場景,該系列提供三個版本的電機驅動產品:
低頻版:采用先進的正面結構設計,在 Vge≤15V 條件下,短路能力達 tsc=5us,同時擁有較低的 Vcesat,推薦應用頻率為 2~25kHz,目前已在高壓伺服、工業(yè)縫紉機、跑步機等電機驅動市場實現(xiàn)批量應用;
低頻版 plus:對正面結構進一步優(yōu)化,Vge≤16.5V 時短路能力保持 tsc=5us,Vcesat 典型值為 1.55V,能為變頻器等電機驅動應用提供更適配的支持;
高頻版:憑借優(yōu)異的 Vcesat-Eoff 折衷特性,可滿足客戶最高 60kHz 的電機驅動應用頻率需求。
(二)650V 80A~200A 系列 IGBT 產品
650V 80A~200A 系列 IGBT 產品圖片(封裝形式)
此系列基于上海貝嶺 G3 Trench FS IGBT 工藝平臺,對標市場主流 H5 代與 H7 代產品工藝。采用更先進的 1.6um pitch 微溝槽工藝,正面結構通過優(yōu)化 “Gate 溝槽 + E 短接溝槽 + dummy 溝槽” 三種溝槽的設計比例,背面結合改進的 H FS 工藝,在實現(xiàn)較低 Vceast 的同時,具備良好的開關損耗表現(xiàn),充分滿足電機驅動應用對短路能力的要求;終端采用優(yōu)化的 “VLD 技術”,在提升芯片有效面積占比的同時,最高工作結溫可達 175℃,且可通過 HV-H3TRB 加嚴可靠性測試。
該系列同樣提供三個版本的電機驅動產品:
低頻版:Vcesat 典型值為 1.5V,Vge≤15V 時短路能力達 tsc=3us,推薦應用頻率 2~25kHz;
高頻版:Vcesat 典型值為 1.5V,推薦應用頻率 20~30kHz,適用于光伏儲能、工業(yè)焊機等領域;
特高頻版:Vcesat 典型值為 1.6V,推薦應用頻率 30~50kHz,主要應用于充電樁、工業(yè)電源、工業(yè)焊機等場景。
此外,為滿足不同客戶的個性化需求,該系列還可提供低頻版 plus 定制服務,定制產品可實現(xiàn) Vge≤16.5V、tsc=5us 的短路能力,Vcesat 典型值為 1.5V。
(三)柵極驅動產品 - SA3626A/BL2601A
SA2636A:一款最高耐壓 650V 的全橋驅動器,主要用于驅動三相系統(tǒng)中的 MOSFET 或 IGBT。其低側兼容 3.3V 邏輯控制,具備 300mA/600mA 的拉灌電流能力;芯片集成欠壓鎖定功能與可調電阻過流檢測功能,出現(xiàn)故障時可立即關斷所有開關并輸出錯誤信號,同時內置 290ns 死區(qū)時間,有效提升電機驅動系統(tǒng)的安全性。
BL2601A:專為驅動雙 NMOS 或 IGBT 設計的高壓半橋柵極驅動芯片,工作電壓最高可達 600V。芯片內置 VCC/VBS 欠壓保護(UVLO)功能,輸入兼容 3.3-15V 邏輯,上下管延時匹配典型值為 50ns,驅動能力達 + 0.3A/-0.6A,采用 SOP8 封裝。
二、高壓電機驅動系統(tǒng)全鏈路芯片一站式選型指南
在高壓電機驅動系統(tǒng)中,除核心的電機驅動主功率變換鏈外,高效的電源管理與精確的信號處理,同樣是保障系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行的關鍵要素。上海貝嶺依托全面的模擬芯片產品線,可為高壓電機驅動系統(tǒng)提供完整配套解決方案:其中,電源管理芯片(包括 PWM 控制器、DC-DC 轉換器、LDO 及穩(wěn)壓器等),能為電機驅動系統(tǒng)中的控制電路、傳感器及接口提供穩(wěn)定、潔凈的各級供電;信號鏈芯片(涵蓋隔離接口、運算放大器、EEPROM 等)則承擔關鍵信號的隔離、調理、通信及數(shù)據(jù)存儲功能。這兩類芯片與電機驅動主功率鏈協(xié)同運作,共同構建起高性能、高集成度的電機驅動平臺。