新洁能全新一代Trench FS IGBT B与PIM在工业变频器中的应用

工业变频器是电机控制系统的核心设备，通过将固定频率的交流电转换为可变频率、可变电压的交流电，实现对电机转速的精确控制。在工业自动化、节能改造、精密制造等领域，变频器已成为不可或缺的关键装备。

从电路结构来说的话，工业变频器通常包含三个核心功能模块：整流单元、直流母线和逆变单元。其中，功率半导体器件的性能直接决定了变频器的效率、可靠性和成本。新洁能授权代理商南山电子为大家介绍新洁能全新一代Trench FS IGBT B与PIM在工业变频器中的应用。

如上图所示，工业变频器电路主要由以下部分组成：

| 电路模块 | 功能说明 | 核心器件 |

| 整流桥 | 将三相交流电转换为直流电 | 整流二极管/晶闸管 |

| 直流母线 | 滤波储能，稳定直流电压 | 电解电容 |

| 制动单元 | 消耗电机回馈能量，防止过压 | IGBT+制动电阻 |

| 逆变单元 | 将直流电逆变为可变频率交流电 | IGBT模块/PIM |

其中，逆变单元是整个变频器的核心，通常采用三相全桥拓扑，由6个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）及其反并联续流二极管组成，通过PWM（脉宽调制）技术控制电机运行。

新洁能全新一代Trench FS IGBT B系列产品专为工业变频器等中高功率应用设计，具有以下技术特点：

| 电压等级 | 集电极电流范围 | 典型应用场景 |

| VCE = 600V / 650V | IC = 6A ~ 80A | 低压变频器、伺服驱动、UPS |

| VCE = 1200V | IC = 15A ~ 100A | 中压变频器、光伏逆变、电焊机 |

- 低导通压降（VCE(sat)）：采用先进的沟槽栅+场终止（Trench FS）技术，降低导通损耗，提升系统效率

- 优化的开关特性：开关速度快、损耗低，支持更高的开关频率，减小无源器件体积

- 高短路耐量：增强的鲁棒性设计，适应工业现场的复杂工况

- 宽安全工作区（SOA）：确保在各种负载条件下的可靠运行

我们接着说新洁能PIM，即功率集成模块。

PIM（Power Integrated Module，功率集成模块）是将逆变单元所需的多个功率器件集成封装在一个模块中的解决方案，极大地简化了变频器的设计与制造。

| 拓扑结构 | 电压等级 | 集电极电流范围 |

| 6单元（三相全桥） | VCE = 1200V | IC = 30A ~ 100A |

| | VCE = 650V | IC = 60A ~ 200A |

高度集成化：将6个IGBT芯片、6个续流二极管及必要的驱动保护电路集成于单一封装，大幅缩减PCB面积

设计简化：减少外部连线，降低寄生电感，提升系统EMI性能

热管理优化：统一的散热基板设计，确保各器件间热分布均匀

可靠性提升：减少焊点和连接点数量，降低故障率

成本效益：缩短开发周期，降低BOM成本和装配成本

新洁能全新一代Trench FS IGBT B与PIM的典型应用领域如下所示。

- 通用变频器：风机、水泵、压缩机节能控制

- 伺服驱动系统：数控机床、机器人、自动化产线

- 电梯驱动：永磁同步电机控制

- 新能源：光伏逆变器、储能变流器

- 工业电源：UPS不间断电源、电焊机

| 应用需求 | 推荐方案 |

| 小功率、成本敏感 | IGBT B系列（600V/650V，6A-30A）分立方案 |

| 中功率、追求集成度 | PIM 650V（60A-200A） |

| 中高压、中大功率 | PIM 1200V（30A-100A）或 IGBT 1200V分立方案 |