2007年8月20日

エアコン等3相モータインバータ制御用IPM
「SCM1100Mシリーズ」を発売
= 多様な機能内蔵で少ない外付け部品でインバータ主回路の構成が可能 =

 サンケン電気株式会社は、インバータ化が進んでいるエアコン、冷蔵庫、洗濯機など白物家電製品のモータ駆動に最適な3相モータインバータ制御用IPM「SCM1100Mシリーズ(耐圧:600V, 出力電流:5〜15A、6種)」を開発、7月から量産出荷を開始しましたのでお知らせします。すでに月産3万個でスタートし、2008年4月には月産20万個の出荷を見込んでいます。サンプル価格(税抜き):1,200円〜2,000円(詳細は末尾)。
1. 開発背景、製品概要
   日本国内ではエアコンなどの白物家電製品のインバータ化はかなり進んでいますが世界的に見るといまだインバータ化率は低く、省エネの観点から今後インバータ化が急速に進むと見られています。当社ではこの度、エアコン、冷蔵庫のコンプレッサモータや洗濯機のメインモータのインバータ制御用に小型DIP構造の新パッケージを採用した3相モータインバータ制御用IPM「SCM1100Mシリーズ」を開発しました。
 「SCM1100Mシリーズ」はインバータ主回路の構成に必要なパワー素子(IGBT、6個)、プリドライブIC(3個)、フライホイールダイオード(6個)に加えハイサイドドライブ用の電源としてブートストラップ回路(ブートストラップダイオードおよびブート抵抗各3組)も内蔵して1パッケージ化したことで、少ない外付け部品でインバータ主回路の構成が可能となります。 また、「SCM1100Mシリーズ」は各相ごとにシャント抵抗を使用し電流検出を行う3シャント方式に対応しており、細かい電流検出が行え、高精度のインバータ制御が可能でモータの静音化に寄与します。さらに3相それぞれに過電流保護回路を内蔵し、3シャント方式使用時にはインバータ主回路の基板面積を約15%小型化、部品点数も約50%の削減が可能となります。
 また過電流保護時のアラーム信号の出力時間を最長10msまで設定可能なため、コントロール用マイコンの汎用のI/O(入出力)ポートを使用することが可能で、特別な割り込みポートを使用する必要がありません。さらにハイサイドとローサイドのドライブ回路の遅延時間バラツキが低減できデッドタイムの設定時間を1μsに短縮可能です。加えてハイサイド/ローサイドIGBT同時ON防止機能など多様な機能をもたせることで少ない外付け部品で高信頼性なインバータ主回路設計に貢献します。

「SCM1100Mシリーズ」を開発したことで、当社の3相モータインバータ制御用IPMのラインアップは以下のようになります。
 
2. 特徴
(1) 1パッケージ化により少ない外付け部品でインバータ主回路の構成が可能
インバータ主回路の構成に必要なパワー素子(IGBT、6個)、プリドライブIC(3個)、フライホイールダイオード(6個)に加えハイサイドドライブ用の電源としてブートストラップ回路(ブートストラップダイオード:600V/1A、およびブート抵抗:22Ω各3組)も内蔵して小型DIPパッケージに1パッケージ化(樹脂部寸法:47×19×4.4mm)したことで、少ない外付け部品でインバータ主回路の構成が可能。
(2) 3シャント方式対応、各相に過電流保護回路内蔵
・3相の電流検出をシャント抵抗1つで行う1シャント方式に対し、各相ごとにシャント抵抗を使用し電流検出を行う3シャント方式に対応。3シャント方式使用時はより細かい電流検出が行え、高精度のインバータ制御が可能でモータの静音化に寄与。また、モータの回転位置検出については、回転位置検出センサが必要な1シャント方式に対し、3つのシャント抵抗がこれを行うため不要。
・3相それぞれに過電流保護回路を内蔵したことで、3シャント方式使用時に過電流保護のための外付け回路が不要。
(3) 過電流保護時のアラーム信号の出力時間を最長10msまで設定可能
コントロール用マイコンに出力する過電流保護時のアラーム信号の最大出力時間を最長10msまで設定可能なため、コントロールマイコンの汎用のI/Oポートを使用することが可能で、特別な割り込みポートの使用が不要。
(4) ドライブ回路をハーフブリッジ構成
・ドライブ回路をハーフブリッジ構成としたことで、過電流時や制御電源電圧低下時にローサイドのみではなくハイサイドIGBTもゲートオフが可能となり、より安全なシャットダウンが可能。
・また、ハイサイドとローサイドのドライブ回路の遅延時間バラツキが低減でき、デッドタイムの設定を1μs(従来品比5分の1から10分の1)に短縮が可能。
(5) ハイサイド/ローサイドIGBT同時ON防止機能
ハイサイド/ローサイドIGBT同時ON防止機能を搭載することでマイコン暴走時やノイズ重畳時でもハイサイド/ローサイドIGBTの短絡が発生せず、インバータ主回路の誤動作・破壊を防止。
(6) 外部からのシャットダウン(全素子OFF)が可能
外部からのアラーム信号(過熱など)によりハイサイドおよびローサイドIGBTをゲートオフすることでシャットダウンが可能。
(7) ソフトシャットダウン機能搭載
過電流によるゲートオフ動作時、通常のオフ動作よりもゆっくり遮断するソフトシャットダウン機能を搭載することで急激な遮断で発生する逆起電力によるICの破壊を防止。
(8) 制御電源電圧低下保護回路内蔵(自己復帰)
(9) 各保護回路動作時にフェール信号を出力
・制御電源電圧低下保護回路動作時(ローサイドのみ)
・過電流保護回路動作時
・同時ON防止機能動作時
(10) 過電流保護動作時停止時間可変機能(外付コンデンサによる)
(11) 10Aタイプ、15Aタイプは駆動周波数に合せて高速用(16kHz〜20kHz)と低速用(3kHz〜5kHz)をラインアップ
 
3. ラインアップ
 
製品名 耐圧 電流 Vsat(Speed) サンプル価格
SCM1103M 600V 5A 1.6V typ (−) 1,200円
SCM1104M 600V 8A 1.6V typ (−) 1,500円
SCM1101M 600V 10A 1.6V typ (Low) 1,800円
SCM1106M 600V 10A 2.2V typ (High) 1,800円
SCM1105MF 600V 15A 1.6V typ (Low) 2,000円
SCM1110MF 600V 15A 2.2V typ (High) 2,000円
以上
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