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ST TIPN2M50T―H IPM馬達控制電源板解決方案

文章來源：永阜康科技更新時間：2018/1/2 11:54:00

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ST公司的TIPN2M50T-H是SLLIMM-nano小型低損耗智能電源模塊(IPM),包括了六個MOSFET和三個用于柵極驅(qū)動的半橋HVIC,具有低電磁干擾(EMI)特性和優(yōu)化的開關(guān)速度,3.3 V, 5 V, 15 V CMOS/TTL輸入電平,主要用在小功率馬達驅(qū)動的三相逆變器,洗碗機,電冰箱壓縮機,加熱系統(tǒng),空調(diào)風扇,下水和再循環(huán)泵.本文介紹了TIPN2M50T-H主要特性,框圖,應(yīng)用電路以及馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N主要特性和電路圖.
This SLLIMM (small low-loss intelligent molded module) nano provides a compact, high performance AC motor drive in a simple, rugged design. It is composed of six MOSFETs and three half-bridge HVICs for gate driving, providing low electromagnetic interference (EMI) characteristics with optimized switching speed. The package is optimized for thermal performance and compactness in built-in motor applications, or other low power applications where assembly space is limited. This IPM includes an operational amplifier, completely uncommitted, and a comparator that can be used to design a fast and efficient protection circuit. SLLIMM™ is a trademark of STMicroelectronics.

TIPN2M50T-H主要特性:
IPM 2 A,500 V, RDS(on) = 1.7Ω,3-phase MOSFET inverter bridge including control ICs for gate driving
Optimized for low electromagnetic interference
3.3 V, 5 V, 15 V CMOS/TTL input comparators with hysteresis and pull-down/pull-up resistors
Undervoltage lockout
Internal bootstrap diode
Interlocking function
Smart shutdown function
Comparator for fault protection against overtemperature and overcurrent
Op-amp for advanced current sensing
Optimized pinout for easy board layout
NTC for temperature control (UL 1434 CA 2 and 4)
Up to ±2 kV ESD protection (HBM C = 100 pF,R = 1.5 kΩ)

TIPN2M50T-H應(yīng)用:
3-phase inverters for small power motor drives
Dish washers, refrigerator compressors, heating systems, air-conditioning fans, draining and recirculation pumps

圖1.TIPN2M50T-H框圖

圖2.TIPN2M50T-H應(yīng)用電路圖

馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N
STEVAL-IPMnM2N motor control power board based on the SLLIMM-nano™ 2nd series
The STEVAL-IPMnM2N is a compact motor drive power board based on SLLIMM-nano™ (small low-loss intelligent molded module) 2nd series IPM MOSFET-based (STIPN2M50T-H). It provides an affordable and easy-to-use solution for driving high power motors for a wide range of applications such as power white goods, air conditioning, compressors, power fans and 3-phase inverters for motor drives in general. The IPM itself consists of short-circuit rugged MOSFETs and a wide range of features like undervoltage lockout, smart shutdown, embedded temperature sensor and NTC, and overcurrent protection.
The main characteristics of this evaluation board are small size, minimal BOM and high efficiency. It consists of an interface circuit (BUS and VCC connectors), bootstrap capacitors, snubber capacitor, hardware short-circuit protection, fault event and temperature monitoring. In order to increase the flexibility, it is designed to work in single- or three-shunt configuration and with triple current sensing options: three dedicated onboard op-amps, an internal IPM op-amp and op-amps embedded in the MCU. The Hall/Encoder section completes the circuit.
With these advanced characteristics, the system is designed to achieve fast and accurate current feedback conditioning, satisfying the typical requirements for field-oriented control (FOC).The STEVAL-IPMnM2N is compatible with ST’s STM32-based control board, enabling designers to build a complete platform for motor control.

馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N主要特性:
Input voltage: 125 - 400 VDC
Nominal power: up to 100 W
Nominal current: up to 1.2 Arms
Input auxiliary voltage: up to 20 VDC
Motor control connector (32 pins) interfacing with ST MCU boards
Single- or three-shunt resistors for current sensing (with sensing network)
Three options for current sensing: external dedicated op-amps, internal SLLIMM-nano op-amp (single) or through MCU
Overcurrent hardware protection
IPM temperature monitoring and protection
Hall sensors (3.3/5 V)/encoder inputs (3.3/5 V)
IGBT intelligent power module:
SLLIMM-nano™ 2nd series SLLIMM-nano IPM MOSFET-based (STIPN2M50T-H - Full molded package package)
Universal design for further evaluation with bread board and testing pins
Very compact size

圖3.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N架構(gòu)圖

圖4.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N外形圖(正面)

圖5.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N外形圖(背面)

圖6.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N電路圖(1)

圖7.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N電路圖(2)

圖8.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N電路圖(3)

圖9.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N電路圖(4)

圖10.馬達控制電源板STEVAL-IPMnM2N電路圖(5)

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產(chǎn)品型號	功能介紹	兼容型號	封裝形式	工作電壓	備注
AT8812C	AT8812C為打印機和其它電機一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成電機驅(qū)動方案。	DRV8812/DRV8813	HTSSOP-28	8～38V	具有4級電流調(diào)節(jié)的1A雙極步進電機驅(qū)動IC
AT8810	AT8810為打印機和其它電機一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成電機驅(qū)動方案。	BD68610	HTSSOP-16	8～38V	舞臺燈光專用步進電機驅(qū)動IC
HR4995	HR4995是一種便于使用的內(nèi)部集成了譯碼器的微特步進電機驅(qū)動器。	A4985	QFN-24	8V-38V	內(nèi)置轉(zhuǎn)換器和過流保護的微特步進電機驅(qū)動芯片
HR9110	HR9110是應(yīng)用于直流電機方案的單通道H橋驅(qū)動器芯片。	L9110	SOP-8	1.8V-6.8V	1.2A玩具單通道直流電機驅(qū)動IC
HR2125	HR2125是一種雙通道、低導(dǎo)通壓降的正反向電機驅(qū)動芯片，為玩具、打印機和其它電機一體化應(yīng)用提供一種雙通道電機驅(qū)動方案。		DFN-10	1.8V-6.8V	低壓雙通道H橋驅(qū)動器
AT8870	AT8870是一款刷式直流電機驅(qū)動器，適用于打印機、電器、工業(yè)設(shè)備以及其他小型機器	DRV8870/A4950	SOP-8	6.5V-38V	3.6A單通道刷式直流電機驅(qū)動IC
AT8812	AT8812為打印機和其它電機一體化應(yīng)用提供一種雙通道集成電機驅(qū)動方案。AT8812有兩路H橋驅(qū)動，最大輸出38V 2A，可驅(qū)動兩路刷式直流電機，或者一路雙極步進電機，或者螺線管或者其它感性負載。	DRV8812	HSSOP-28	8V-38V
AT8313	AT8313提供三路可獨立控制的半H橋驅(qū)動，每個半H橋可輸出2.5A峰值電流或1.75A均方根（RMS）電流輸出，可驅(qū)動一個三相直流無刷電機，也可被用于驅(qū)動螺線管或者其它負載。	DRV8313	QFN-36	8-38V	2.5A三路半橋集成驅(qū)動芯片
HR8826	HR8826是一種內(nèi)置步進表的集成微步進電機驅(qū)動器，為打印機、掃描儀和其它自動化設(shè)備提供解決方案。其設(shè)計為能使雙極步進電機以全、半、1/4、1/8、1/16、1/32步進模式工作。步進模式由邏輯輸入MODEx選擇。輸出驅(qū)動能力達到38V和±3A。HR8826的衰減模式可編程。	DRV8825	TSSOP-28	8V-38V/3A	具有片上1/32微步進分度器的3A雙極步進電機驅(qū)動IC
HR8828	HR8828是一種內(nèi)置步進表的集成微步進電機驅(qū)動器，為打印機、掃描儀和其它自動化設(shè)備提供解決方案。其設(shè)計為能使雙極步進電機以全、半、1/4、1/8、1/16、1/32步進模式工作。步進模式由邏輯輸入MODEx選擇。輸出驅(qū)動能力達到38V和±3.5A。HR8828的衰減模式可編程。	TB6560	QFN-48/LQFP-48	8V-38V/3.5A	內(nèi)置步進表的3.5A集成微步進電機驅(qū)動器
HR3992	HR3992是一種便于使用PWM來控制電流的雙極微特步進電機驅(qū)動器, 輸出驅(qū)動能力達到35V和±1.5A。內(nèi)部固定關(guān)閉時間的PWM電流控制時序電路可以通過串行接口進行編程，使其工作在慢衰、快衰或混合衰減模式。	A3992	TSSOP-24	8V-35V/1.6A	DMOS 全橋 PWM 微步進電機驅(qū)動芯片
HR4982	HR4982是一種便于使用的內(nèi)部集成了譯碼器的微特步進電機驅(qū)動器。其設(shè)計為能使雙極步進電機以全、半、1/32和1/128步進模式工作。步進模式由邏輯輸入MSx選擇。輸出驅(qū)動能力達到35V和±2A。HR4982包含一個工作在慢衰或混合衰減模式的固定關(guān)閉時間的電流調(diào)節(jié)器。	A4982	TSSOP-28	8V-35V/2A	內(nèi)置轉(zhuǎn)換器和過流保護的微特步進電機驅(qū)動芯片
HR4988	HR4988是一種便于使用的內(nèi)部集成了譯碼器的微特步進電機驅(qū)動器。其設(shè)計為能使雙極步進電機以全、半、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64和1/128步進模式工作。步進模式由邏輯輸入MSx選擇。輸出驅(qū)動能力達到35V和±2A。HR4988包含一個工作在慢衰或混合衰減模式的固定關(guān)閉時間的電流調(diào)節(jié)器。	A4988	TSSOP-28/QFN-28	8V-35V/2A	內(nèi)置轉(zhuǎn)換器和過流保護的微特步進電機驅(qū)動芯片
HR8833	HR8833為玩具、打印機和其它電機一體化應(yīng)用提供一種雙通道電機驅(qū)動方案。HR8833有兩路H橋驅(qū)動，可以驅(qū)動兩路刷式直流電機，或者一個雙極步進電機，或者螺線管或者其它感性負載。	DRV8833	TSSOP-16	2.70V-12.8V	2A低電壓雙路刷式直流或單路雙極步進PWM繞組電流調(diào)節(jié)/限制電機驅(qū)動器IC
HR5561	HR5561是應(yīng)用于直流電機方案的單通道H橋驅(qū)動器芯片。 HR5561的H橋驅(qū)動部分采用低導(dǎo)通電阻的PMOS和NMOS功率管。低導(dǎo) 通電阻保證芯片低的功率損耗，使得芯片安全工作更長時間。此外HR5561擁有低待機電流、低靜態(tài)工作電流。這些性能使能HR5561 易用于玩具方案。	AT5561	SOP-8/DIP-8	1.8V-6.0V	玩具單通道直流電機驅(qū)動器
HR1084	HR1084是應(yīng)用于直流電機方案的單通道H橋驅(qū)動器芯片。 HR1084的H橋驅(qū)動部分采用低導(dǎo)通電阻的PMOS和NMOS功率管。低導(dǎo) 通電阻保證芯片低的功率損耗，使得芯片安全工作更長時間。此外HR1084擁有低待機電流、低靜態(tài)工作電流。這些性能使能HR1084 易用于玩具方案。	DW1084	SOP-8/DIP-8	1.8V-6.0V/1A	玩具單通道低電壓1A直流電機驅(qū)動IC
HR4985	HR4985是一種便于使用的內(nèi)部集成了譯碼器的微步進電機驅(qū)動器。其設(shè)計為使雙極步進電機能夠以全、半、1/4和1/8步進操作。步進模式由邏輯輸入MSx選擇。輸出驅(qū)動能力達到35V和±1A。HR4985包括一個能夠控制慢或混合衰減模式的電流調(diào)節(jié)器，其截止時間固定。	A4985	QFN-24	8V-35V/1.0A	帶轉(zhuǎn)換器和過流保護的 DMOS 微步驅(qū)動器
HR3988	HR3988是一款四路DMOS全橋驅(qū)動芯片，能夠驅(qū)動多達2個步進電機或4個直流電機。每個全橋輸出額定值高達36V, 1.2 A。	A3988	TQFP-48	8V-35V/1.2A	四路DMOS全橋電機驅(qū)動芯片
HR3979	HR3979是一種新近開發(fā)出來、專門用于雙極步進電機的微步進電機驅(qū)動集成電路，能驅(qū)動馬達以全、1/2、1/4及1/16步進操作，其內(nèi)部集成了步進和直接譯碼接口、正反轉(zhuǎn)控制電路、雙H橋驅(qū)動，單路輸出額定值達到35V、±2.5A。	A3979	TSSOP-28	8V-35V/2.5A	帶轉(zhuǎn)換器的微步 DMOS 驅(qū)動器
HR3967	HR3967是一種新近開發(fā)出來、專門用于雙極步進電機的微步進電機驅(qū)動集成電路，能以全、1/2、1/4及1/8微步細分驅(qū)動馬達，輸出額定值能達到30V、±750mA 。	A3967	SOP-24	8V-35V/750mA	內(nèi)置轉(zhuǎn)換器的微步進電機驅(qū)動芯片