BLDC 电机市场风起云涌——Power Integrations 全新推出 BridgeSwitch 集成半桥电路 (IHB) 的电机驱动器 IC,给你一颗动力澎湃的“芯”

时间:2018-11-15 15:57来源:21Dianyuan

摘要:集成半桥电路的家电用电机驱动器可省去散热片,适用于家电中的BLDC电机驱动应用,如冰箱压缩机、暖通空调系统风扇以及其他家用和轻型商用泵、风扇和风机。

随着生活水平上升,用电量也逐年大幅度增长。但因为地球所供能量有限,如何有效使用电力节约能源成为一项重要的研究课题。我们处在一个充满电机是世界,无论生活处处可见的空调、洗衣机、冰箱、电扇,还是大到工业应用场景,如工业用泵,都少不了电机的存在。在能源消耗中,50%-60%都被电机消耗掉。据 IHS 关于主要家用电器的全球市场报告显示,BLDC 电机应用在逐年增加,与之带来的,是市场对应用于无刷直流电机(BLDC)驱动的更高的能效要求。
 
 
 
2018年11月2日,Power Integrations 公司在北京香格里拉酒店召开媒体沟通会,分享了 Power Integrations 公司全新的效率达98.5%的高压 BLDC 电机驱动器 IC——BridgeSwitch™ 集成半桥电路 (IHB) 的电机驱动器 IC 产品系列,这也是 Power Integrations 首次将功率开关技术应用于高效、高可靠性、高集成度的电机驱动领域。
 
“众所周知,所有电机驱动 IC 的板子都是非常小的,并且处于电机内的密闭空间,散热非常困难。以输入功率 260W 为例,当逆变器效率由97%上升到98%。功耗由 7.8W 下降到 5.2W,发热降低33%,且节省的功耗在满足高效节能标准的同时,也可以用来增加新的功能,比如在冰箱、空调中增加 IoT 功能。”在本次媒体会上,来自 Power Integrations 的资深技术培训经理阎金光(JASON YAN)先生介绍说。
 
 
Power Integrations 资深技术培训经理阎金光(JASON YAN)
 
据了解,本次媒体会上推出的 BridgeSwitch IC 内部集成了两个高效 600V 的 FREDFET,分别用于半桥电路的上管和下管,可以快速恢复外延型二极管的场效应晶体管。BridgeSwitch IC 具有无损耗的电流检测功能,适用于 30-300W 的无刷直流电机驱动器应用,转换效率可以达到98.5%。
 
 
 
“自供电的方式能够降低了系统元件的数目。如果想做桥式驱动,必须对上管和下管单独提供驱动电源,因为这两个管是隔离的,不能单独导通,否则会造成短路。所以一定会是一个 IC 的上管,和另一个桥臂的下管导通。由于上下两个驱动器需要分别进行供电,需要一个辅助电源,这就增加了电路的复杂性。”阎金光先生讲解说:“BridgeSwitch IC 中的高压来源可以对上管和下管进行自供电,可以说,在目前市场现有产品中,这是唯一一个具有自供电特点的产品。这种方式大大降低了连接数目,简化设计的复杂性。”
 
除此之外,BridgeSwitch IC 还具备灵活的驱动器架构。阎金光先生为我们举了一个例子:在 BridgeSwitch IC 中有一个智能的 fault,如果出现任何故障,会有一串的代码,即脉冲信号发给 MCU,不同的脉冲信号代表不同的含义,使得 MCU 可以准确应对。“这是一个非常智能化的设计,通常在 IPM 模块里只有六个开关,没有任何故障信息汇报给 MCU,而我们这次推出的 BridgeSwitch IC 可以将故障信息发送给 MCU。”
 
 
 
BridgeSwitch IC 具有内置的器件保护和系统监测特性,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,满足 IEC60335-1 和 IEC60730-1 要求。
 
“BridgeSwitch IC 还有一个特点,就是相电流的信息可以通过下管的检测输入到电阻上,电阻上建立的电压和相电流幅值是成比例关系的,这个幅值就可以传输给 MCU 做参考。”阎金光先生说:“可以说相电流信息,从目前来看也是 Power Integrations 独有的技术。”
 
本次新品媒体会还特意提及 BridgeSwitch IC 中所使用的 600 V FREDFET 集成快速超软恢复体二极管。“FREDFET 并不是 Power Integrations 所独有技术,其他公司也拥有这个技术。”阎金光先生解释说:“Power Integrations 将这项技术应用到电机驱动 IC 之中,从而达到大幅降低开关损耗、减少噪声,简化系统级 EMC 设计的目的。”
 
 
 
由于电机驱动 IC 通常位于电机的密封空间内,散热是非常困难的。在媒体会上,阎金光先生为与会媒体展示了 BridgeSwitch IC 在散热方面的优异表现。BridgeSwitch IC 集成 IHB 构架将热量均分至不同的器件上,分布式散热方法可省去散热片,进而降低系统成本和重量,并提供优异的效率。由于集成全面的无损耗电流检测、总线电压检测和系统级过温检测等特性,适用于家电中的 BLDC 电机驱动应用,如冰箱压缩机、暖通空调系统风扇以及其他家用和轻型商用泵、风扇和风机。
 
 
 
BridgeSwitch 产品提供平台式解决方案,DC 输出电流从 1.0A 至 5.5A。产品采用薄型表面贴装式 InSOP-24C 封装并具有两个裸露焊盘,其爬电距离大于3.2 mm,PCB 占用空间仅有 13.6*9.4mm。
 
 
 
BridgeSwitch IC 可兼容所有常见的控制算法,如磁场定向控制 (FOC)、正弦控制、提供有传感器和无传感器检测的梯形控制算法,并提供具体的参考设计 DER-654、DER-653 和 DER-749。新方案不仅能轻松符合安全标准,还能简化电路和缩短开发时间,为迅猛增长的 BLDC 市场,以及全球范围内日益严格的节能标准和法规,提出了既可实现能源和空间节省,又能精简 BOM 的创新解决方案。
 

我要投稿
近期活动

Copyright 2008-2018 21dianyuan.com All Rights Reserved 备案许可证号为:津ICP备10002348