【技术大神】Vincotech模块让驱动器“书本”起来

时间： 2019-07-03 来源：技术大神活动文章

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随着工业机器人的发展，大量的书本型驱动产品的出现不断充实市场。从2015年的中国国际工业博览会到2016年汉诺威工业博览会随处可看到高端书本型驱动产品。

笔者根据市场细分定位，充分体现紧凑的书本型设计、灵活的安装方式等优势的需求，决定开发400V级的额定输出3A的驱动器产品。

针对整流模块选型，设计整流二极管的耐压公式如下：

式中U_AC为电网电压，取380V，考虑到其峰值的波动及其他自然环境影响因素（闪电雷击等），取波动系数为1.1；安全系数α＝2，经计算U_RPM≥1182V，参考仿真波形笔者选择1200V的模块。

笔者针对IGBT模块选型，设计模块的选型如下：

其中E_d是直流侧电压，对于三相交流380V输入电压， E_d＝537V；1.15是过电压系数；150是由于线路电感产生的尖峰电压（Ldi/dt）；安全系数α＝1.1，由上式可算出U≥844V，取IGBT耐压值为1200V。

电机额定电流3A，需要有2.5倍过载能力，则所需模块容量：

在模块电流选择上面，应该选择15A额定输出的模块。根据市场上存在较多的是平铺式的模块，即模块的基板和引脚是垂直的方式，模块是平铺在PCB上面的，这样就会给书本型驱动器散热片的设计带来困难。通过接插件、螺柱、飞线等方式让其书本“强硬”起来，会造成生产困难，无法保证安装精度。

为了更好的解决模块对散热片的垂直安装的市场需求，德国威科电子VINCOTECH开发了Flow90系列的模块如下图1所示。

图1：Vincotech Flow90系列产品外观

Flow90封装的最大特点就是应用了一种特殊的节省空间的封装，该封装能实现散热器与印制板的垂直安装，如图2所示。同时这些模块也容许模块与通孔器件安装在印制板的同一侧。该系列90度弯折排列的引脚特性也让产品对柔性印制板的需求成为过去时。Flow90模块无需成本高昂的L形散热片，便可轻松将模块刚好夹进PCB完成安装。

图2：Vincotech Flow90与PCB、散热器的安装

目前Vincotech Flow90系列的产品包括六管逆变、PIM模块、二极管整流和晶闸管整流四个类型的产品。笔者在本项目中选择了Flow90系列的PIM模块V23990-P630-A40-PM产品，该产品集整流、逆变和刹车于一身，且额定电流15A，额定电压1200V，完全符合笔者的设计需求其拓扑结构图如下图3所示。

图3：V23990-P630-A40-PM拓扑结构图

笔者在设计过程中需要充分考虑到集电极所允许流过的最大直流电流 Ic，针对这个问题进行验证。 Ic的大小与壳温Tc有紧密关系，受到下述公式的约束：

查阅V23990-P630-A40-PM的规格数据可以发现：

经验证：15x2.1x1.52+80=127.88<175 ，可以说明IGBT在Tc=80 ℃条件下流过直流电流的能力也完美满足笔者的设计要求。

作者：Jerry

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全部评论（10）

DaisyLiang Lv7. 资深专家 2019-07-04

学习了，学习了
幸运星 Lv7. 资深专家 2019-01-09

Vincotech模块让驱动器“书本”起来
sheva Lv4 2019-01-07

学习
乐平 Lv7. 资深专家 2019-01-04

学习了，
梁大叔 Lv6. 高级专家 2018-12-28

学习了。。

谁还不是小姑凉 Lv3. 高级工程师 2018-12-24

大神就是厉害
月亮河 Lv5. 技术专家 2018-12-22

大牛啊,学习一下
plus4 Lv3. 高级工程师 2018-12-13

学习
深蓝色 Lv7. 资深专家 2018-12-08

了解下，学习
用户41058083 Lv3. 高级工程师 2016-12-14

嗯不错，有理有据！

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