方案介绍
利用环境中的能量来供热和制冷并不是什么新概念 —— 第一台热泵安装于 20 世纪上半叶。但现代热泵比其前身更高效、更小巧,当然也更智能。为减少二氧化碳排放,需要用热泵等更可持续的供暖系统,取代燃气和燃油锅炉等传统供暖系统。
面向家用热泵,英飞凌提供以 iMOTION™ 为代表的即用型电机控制与功率器件方案,在提供应用灵活性的同时,实现智能、高效率、紧凑外形、智能电源设计、减少二氧化碳排放、减少损耗与高可靠性等目标。
一、核心功能与架构
家用热泵多采用整体式(Monobloc)系统,由电网供电,经压缩机功率级驱动压缩机,并以风机 / 循环泵功率级驱动风机或循环泵,系统控制统筹变频、传感与联网(系统架构见文末示意图)。
· 压缩机 AC-AC 功率级 —— 单相方案:由整流器(Rectifier)、PFC 与功率开关(Power switch)构成,采用功率集成模块(PIM)、IPM 与分立器件(Discretes)等多种实现方式,适配单相市电的家用机型。
· 压缩机 AC-AC 功率级 —— 三相方案:由整流器、功率开关与 PFC 构成,同样采用 PIM、IPM 与分立器件,适配三相供电机型。
· 风机或循环泵 DC/AC 功率级:以功率开关、分立器件与 IPM 驱动风机或循环泵。
· 电机控制与栅极驱动:微控制器配合栅极驱动器(含 PFC 栅极驱动与逆变器栅极驱动),实现压缩机、风机与循环泵的高效变频控制。
· 系统控制:辅助电源为控制电路供电,并集成人机界面(HMI)、安全单元(Secure element)、无线连接(Wireless connectivity)与状态监测(Condition monitoring);电流传感器与各传感器采集运行数据。
二、核心物料推荐与优势
1. iMOTION™ 电机控制平台(即用型控制)
- 推荐产品:iMOTION™ 电机控制方案。
- 产品特点:即用型电机控制,兼具应用灵活性,集成控制与驱动。
- 方案价值:缩短热泵压缩机变频控制的开发周期,以成熟平台实现高效率、低损耗运行。
2. 功率集成模块(PIM)/ IPM(压缩机功率级)
- 产品特点:面向压缩机 AC-AC 功率级的 PIM 与 IPM,覆盖单相与三相方案。
- 方案价值:以集成化模块实现紧凑外形与高功率密度,减少损耗、提高可靠性,适配现代热泵的小型化需求。
3. 分立器件与功率开关(灵活功率配置)
- 产品特点:分立器件(Discretes)与功率开关,配合 PIM/IPM 构成功率级。
- 方案价值:为不同功率等级与拓扑提供灵活的功率器件选择,便于按机型扩展。
4. PFC 与栅极驱动器(高效功率变换)
- 产品特点:PFC 级与 PFC / 逆变器栅极驱动器。
- 方案价值:实现功率因数校正与高效变频驱动,提升整机能效、降低损耗。
5. 辅助电源
6. 传感与状态监测
- 产品特点:电流传感器与各电机 / 系统传感器,配合状态监测。
- 方案价值:实时监测压缩机、风机与循环泵运行,支撑高效控制与故障诊断,提升可靠性。
7. 连接、安全与人机交互
- 产品特点:无线连接、安全单元、HMI 与状态监测。
- 方案价值:支持热泵智能联网与远程控制,安全单元保障数据与通信安全,HMI 提升使用体验。
产品优势(原文提炼)
智能・高效率・紧凑的外形尺寸・智能的电源设计・减少二氧化碳排放・减少损耗・高可靠性
参考文档与设计资源
· 文章(Article):iMOTION™ - ready-to-use motor control combined with application flexibility。
· 应用演示(Application Demo):Auxiliary power supply in home appliances。
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