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PI推出高压BLDC电机驱动器IC产品系列 应用于家用

2019-04-06 12:06栏目:观点
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随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业应用等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。现阶段,虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位,但无刷直流电动机凭借着能效高、动态性能出色以及运行噪声低等优势,在家电、工业制造等行业飞速发展。据统计数据显示,2017年全球BLDC市场为301亿美元,较2016年成长12.8%。可见未来无刷直流电机具有非常广阔的市场前景。

无刷直流电机优势明显,市场应用广泛。而各大企业也根据市场需求,推出不同的解决方案。作为高压集成电路高能效电源转换领域的知名公司,Power Integrations(PI)近期也发布BridgeSwitch集成半桥电路(IHB)的电机驱动器IC产品系列,为电机领域提供高效、高可靠性、高集成度的电机驱动器。PI公司资深技术培训经理阎金光表示,“无刷电机是非常巨大的增量市场,家用电器、工业用泵等产品的需求量逐年增加。”

PI公司资深技术培训经理阎金光

据了解,BridgeSwitch IC内部集成了两个性能加强的FREDFET(具有快恢复外延型二极管的场效应晶体管)分别用于半桥电路的上管和下管,且具有无损耗的电流检测功能,可使300W以内的无刷直流(BLDC)电机驱动器应用中的逆变器转换效率达到98.5%。

阎金光认为,逆变器效率改善对节能有显著的影响。他以PIN=260W的应用为例,当电机逆变器效率为97%时,功耗为7.8W,当效率提升1%达到98%时,功耗降低为5.2W,节省了2.6W功的功耗,即使是1%的效率改善也能使得发热降低33%。效率提升可降低驱动器的温升,提高系统工作可靠性。这不仅可以满足高效节能的标准,还在旧有产品中节省的功耗可以用来增加新的功能。

同时,IHB驱动器所提供的优异效率和分布式散热方法可省去散热片。据阎金光介绍,PI的IHB架构将热量均分到不同的器件上,可以减少系统中集中发热的现象,从而可以利用PCB进行散热降低了散热成本,节省系统成本,大幅增强可靠性,减小焊点的机械应力。

BridgeSwitch IC中所使用的600 V FREDFET集成了快速超软恢复体二极管。这有助于大幅降低开关损耗和减少噪声的产生,从而简化系统级EMC设计。这款新的高压自供电半桥电机驱动器IC还具有内置的器件保护和系统监测特性,同时具备一个可靠的单线接口用以进行工作状态的更新,在电机微处理器和多达三个BridgeSwitch器件之间进行通信。每个BridgeSwitch器件的上管和下管限流点都可以单独进行设定,这样无需微处理器及相关外围电路在电机绕组开路或短路情况下提供整个系统的保护。集成的无损耗电流监测特性可提供基于硬件的电机故障保护,有助于简化电机故障保护机制,从而满足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

阎金光表示,“工程师在使用BridgeSwitch时,可以根据其引脚不同的连接方式来确定其自身的ID,一旦某个IC出现了故障,可以根据其ID来判断是哪个IC出现了故障,并将相应的故障以代码的方式发送给系统微处理器,由微处理器决定相应的保护机制,因此故障检测更智能化。另外,BridgeSwitch具备全面的保护及监控特性,即可以监测自身的过流故障、过温故障、引脚元件开短路故障。在一个三相电机的驱动应用当中,采用三个BridgeSwitch器件可以使整个系统实现多样化的保护组合。”

另外,值得一提的是,该IC产品系列支持各种电机控制的算法,适应30-300W逆变器输出功率应用。

目前,PI的BridgeSwitch产品系列可提供平台式解决方案,当前共4个产品系列,型号分别为BRD1160C/BRD1260C、BRD1161C/ BRD1261C、BRD1163C/ BRD1263C、BRD1165C/ BRD1265C。参数分别见下图:

据悉,BridgeSwitchIC样品已开始供货,基于10,000片的订货量单价为每片1.69美元。