高效電機控制需要逆變器的協同發展

　　行業的技術動向

　　逆變器的控制技術與電機的發展一起在不斷進步。從當初的異步電動機開始，到后來的永磁同步電機(SPMSM)在家電方面得到應用，直到現在以磁阻電機為代表的內置式永磁同步電機(IPMSM)在室內空調、冰箱、洗衣機等白色家電中成為主力電機，為節能做出了巨大貢獻。想要提升節能效率，單靠電機是無法實現的，還需要與驅動相適應的矢量控制(FOC)和使用了低功耗元器件的逆變器。2009年，搭載了當時作為新理念和新技術的電機永磁的、磁化狀態可變的“可變磁通電機”的洗衣機開始了實際應用，并開始銷售。這樣一來，無需進行矢量控制的弱磁控制即可實現高效率的可變速控制。之后，能夠滿足變速運轉范圍擴大和高效率運轉范圍擴大需求的“特性可變控制”的開發案例相繼問世，新一代控制技術的發展備受矚目。

　　電機控制

　　在這樣的技術趨勢下，現在ROHM正在不斷努力將BLDC電機的高效率驅動控制算法盡可能地進行硬件邏輯化，從而讓功率電子的相關技術人員能夠輕松使用。作為解決方案的一個例子，ROHM已經建立起了能夠對AC/DC(含PFC)、DC/DC、逆變器(正弦波自動進角控制)的換流器/逆變器進行系統提案的體制。當然，ROHM同時也在進行FOC等控制算法的軟件開發，今后計劃將根據各種不同應用的方向進行提案。

　　ROHM半導體(深圳)有限公司 設計中心 所長吉富哲也

　　封裝與散熱

　　關于封裝和散熱管理，為了提高有著高通用性的標準封裝的功率密度(電力/容積)，在作為基本構成要素的高熱傳導封裝材料、LSI回路、功率元器件的低損耗化方面進行最優化的散熱設計。另外，還可以針對客戶基板提供ROHM獨有的散熱解決方案服務。

　　一體化與分立器件解決方案

　　對逆變器來說，在滿足功率半導體的高效率化和小型化、高可靠性化以及低成本化的同時，還需要提高功率密度。電機驅動用逆變器與電源相比，開關頻率(載波頻率為20kHz左右)比較低。為了實現小型化和高可靠性，則需要進行一體化整合，例如通過使用像IPM這樣的構造來提升保護功能，提高安全性。最終還需要對電容器、電感等無源器件進行小型化。關于白色家電，在空調用壓縮機電機、洗衣機用滾筒電機等需要較大電流的，以及需要將電機和逆變器進行一體化來使用的，在這些方面，系統一體化將會進一步發展。另一方面，為了滿足低價格要求，由LSI(柵極驅動器)和分立器件(IGBT、MOS)所組成的解決方案也是比較有效的。冰箱壓縮機用逆變器就有一部分使用了這樣的構造，ROHM在這兩方面都可以提供解決方案，今后也將不斷滿足市場變化帶來的各種需求。