STIPNS2M50T-H PCB Layout 那些事儿

  1. STIPNS2M50T-H 是ST推出一款小功率,6单元集成的一款IPM。主要被用于Smart home小电机, 白电风机控制,及一些景观内水泵控制等等 Application。
  2. STIPNS2M50T和一般IPM 内部结构一样。6单元500V HV MOSFET, 2 & 2串联半桥输出;3组高低边驱动 IC,外加1个NTC 感应内部温度,用于过温保护;集成高速运放可用于电流感应(或霍尔编译); A Comparator 用于作Overcurrent protection . Internal Block Diagram 如下(Figure1.):
  3. 今天在此讨论的重点主要是STIPNS2M50T-H 在使用过程中,Lay PCB应该注意些:
  • IPM GND layout应该注意:PWR_GND & SGN_GND要分开layout;SGN-GND与PWR-GND应该做到单点连接,避免多点串联,形成差模干扰; 敏感器GND layout 也应该远离功率线路;避免SGN/PWR相互穿越;也避免形成大的GND 线环路。(详见Figure 2., 避免出现Figure 3.)。

             

            

 

  • HIN/LIN 均为SLLIMM 控制信号输入脚,IC 内部已经集成一个百K级下拉电阻(figure4.);为了避免输入信号振荡,建议输入布线尽可能短;同时在每个输入端都增加RC滤波吸收回路,滤波器据有100nS时间常数;(推荐值:R 750om~ 150om/ C: 10PF)Figure5. 展现好的 R/C 线路用于HIN/LIN Layout Figure.

 

 

 

  • CIN PIN 比较器的收入端。与之连接的R/C 吸收器要尽可能靠近CIN 端。布线尽可能远离功率线路。避免横跨IPM 底面,直接从低压逻辑区进入高压功率区。(详见Figure6 -1;Figure6-2,避免出现Figure 7.一些错误。)

 

 

 

  • Other :

Motor Controller board layout过程中需要做到:逻辑区与功率区分离;High di/dt or dv/dt的 线路应远离敏感性强的IC,避免产生对敏感器件的干扰 ; Layout Path 应尽可能短,并尽可能减少电路面积;减小电路寄生电感,多采用低感电阻(SMD); 电流采样并联电阻尽可能靠近SLLIMM 低测引脚处;R/C滤波线路尽可能靠近保护端点。

 

  1. 结案 :

      好的PCB Layout 能减少EMI,能充分展现设计者设计意图。从而演示完美色设计性能。 如果开发者有小功率电机开发项目,确认选用STIPNS2M50T-H MOSFET IPM,推荐你申请一块STIPNS2M50T Demo(STEVAL-IPMNM2S)及相关User Manual (UM2466);其中的PCB Layout是值得大家学习的。(UM2466: https://www.st.com/content/st_com/en/search.html#q=UM2466-t=resources-page=1)

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