一、

概述

中國產業升級持續提速，制造業智能化、自動化邁入新階段，市場對高精度電機控制器的需求日益迫切。伺服控制器作為精準控制與自動化生產的核心部件，其市場規模正隨產業升級浪潮持續擴大。在機器人等熱門領域，高性能伺服控制器是實現設備精準動作、復雜任務執行的關鍵支撐。功率器件作為伺服控制器的核心組成，直接決定產品的功率輸出、控制精度與運行可靠性。依托多年設計與生產積淀，上海貝嶺針對性優化產品參數，面向高性能伺服控制器場景推出 650V FBL 系列 IGBT 產品。該系列產品電流等級覆蓋 8A-30A，可充分匹配伺服控制器的核心性能需求。

二、

伺服控制器應用拓撲

伺服控制器的控制核心基于閉環反饋控制，微處理器（MCU）通過實時對比上位機給出的指令信號和電流、位置傳感器反饋的電流、位置信號，動態調節輸出功率，使得電機能夠精準執行位置、速度或力矩指令。由隔離驅動器驅動和六顆絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）組成的三相逆變橋是精準控制的核心。

圖1 伺服控制器拓撲圖

三、

貝嶺IGBT技術平臺

650V FBL系列產品基于貝嶺G2 Trench FS IGBT工藝平臺，對標市場主流的4代產品工藝，采用微溝槽工藝，正面結構采用精心設計的“Gate溝槽+dummy溝槽” 比例，背面采用優化的H FS工藝，使得產品在導通壓降Vce(sat) 與開關損耗Esw之間取得良好折衷，以及優秀的短路能力；終端采用優化的“FLR+場板技術”，可實現175℃的最高工作結溫，并且可以通過HV-H3TRB的加嚴可靠性測試。

四、

650V FBL系列產品核心優勢

能效領跑——低飽和壓降Vce(sat)和低正向壓降VF

在伺服控制器應用中，典型開關頻率范圍為8-16kHz，IGBT和與其并聯的快恢復二極管（Fast Recovery Diode, FRD）的導通損耗Econ占器件總體損耗的比例較高。IGBT的導通壓降Vce(sat)和FRD的正向壓降VF是影響導通損耗Econ的關鍵參數。圖2和圖3分別展示了在節溫25℃和125℃時，貝嶺 FBL系列產品和市場主流IGBT系列產品導通壓降Vce(sat)典型值的對比；圖4和圖5分別展示了在節溫25℃和125℃時，FRD正向壓降VF典型值的對比。在常溫，高溫下，貝嶺 FBL系列產品的IGBT飽和壓降和FRD正向壓降均優于競品，可直接減少伺服控制器導通損耗，不僅能降低設備運行時的能耗成本，還能減輕散熱模塊負擔，縮小設備體積，延長整機壽命，提高系統可靠性。

圖2 25℃時IGBT飽和壓降Vce(sat)典型值對比

圖3 125℃時IGBT飽和壓降Vce(sat)典型值對比

*數據測試條件為相同封裝，柵-發射極電壓Vge為15V，測試電流Ic為各產品標稱電流值

圖4 25℃時 FRD正向壓降VF典型值對比

圖5 125℃時 FRD正向壓降VF典型值對比

*數據測試條件為相同封裝，測試電流IF為各產品標稱電流值

動態性能升級——低開關損耗Esw

IGBT作為開關器件，其在應用中的開關損耗也不容忽視，圖6 展示了在節溫25℃時，貝嶺FBL系列產品與競品的開關損耗對比。在器件開通時刻電壓壓擺率相同的條件下，貝嶺 FBL系列產品的開關損耗與競品接近，其中10A 和30A 產品更具優勢，可更好地適配伺服控制器高頻開關需求，使得電機啟停、轉速調節響應更快，設備執行精準動作時更流暢，減少控制偏差。

圖6 25℃時 IGBT開關損耗對比

*數據測試條件為相同封裝，柵-發射極電壓Vge為15V/0V，測試電流Ic為各產品標稱電流值，相同開通電壓壓擺率

抗短路能力強勁——超長耐受

貝嶺650V FBL系列IGBT產品針對伺服控制器應用，著重優化器件的短路耐受能力，器件可在高柵極驅動電壓（18V）和高節溫（175℃）的雙高條件下，依舊維持較長的短路時長，保障伺服控制器的安全運行。圖7展示了BLG30T65FBL在420V 母線電壓下（柵極驅動電壓18V、節溫175℃），器件短路耐受波形。即便在高溫、高電壓的惡劣工況下，也能避免器件因短路損壞，減少伺服控制器突發停機，降低產線運維成本。

圖7 BLG30T65FBL高溫、高柵壓下短路耐受波形

五、

貝嶺功率器件選型方案

上海貝嶺針對伺服控制器、通用變頻器、工業縫紉機、跑步機、通用風機、園林工具等應用設計有多條650V IGBT產品線，涵蓋電流等級8A-80A器件，歡迎垂詢！具體型號參考表1。在高壓伺服驅動器中，除了核心的功率器件，高效可靠的電源管理和信號處理芯片同樣是確保系統穩定、可靠運行的關鍵，上海貝嶺可提供電機控制相關的完整配套解決方案，具體型號參考表2。

表1 功率器件選型列表

表2 貝嶺電機控制系統選型列表