效率達(dá)98.5%！PI 首次為BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供IC芯片

11月14日，Power Integrations公司（下面簡(jiǎn)稱(chēng)：PI）發(fā)布了BridgeSwitch™集成半橋電路(IHB)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品系列。這是PI的全新業(yè)務(wù)，也是其首次為無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供專(zhuān)用的IC產(chǎn)品。

BridgeSwitch IC內(nèi)部集成了兩個(gè)性能加強(qiáng)的FREDFET（具有快恢復(fù)外延型二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管）分別用于半橋電路的上管和下管，且具有無(wú)損耗的電流檢測(cè)功能，可使300 W以?xún)?nèi)的無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中的逆變器轉(zhuǎn)換效率達(dá)到98.5%。

電機(jī)逆變器效率即使是很小的改善也對(duì)節(jié)能有顯著的影響。PI 資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光以PIN=260W的應(yīng)用為例，他介紹，當(dāng)電機(jī)逆變器效率為97%時(shí)，功耗為7.8W，當(dāng)效率提升1%達(dá)到98%時(shí)，功耗降低為5.2W，節(jié)省了2.6W功的功耗，即使是1%的效率改善也能使得發(fā)熱降低33%。由此，BridgeSwitch™集成半橋電路不僅可以滿(mǎn)足高效節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，在舊有產(chǎn)品中節(jié)省的功耗可以用來(lái)增加新的功能。

同時(shí)，IHB驅(qū)動(dòng)器所提供的優(yōu)異效率和分布式散熱方法可省去散熱片。集成半橋臂的電路結(jié)構(gòu)減少了系統(tǒng)集中發(fā)熱的現(xiàn)象，IHB架構(gòu)十分靈活，它將熱量均勻分布在不同的器件上。

BridgeSwitch采用薄型表面貼裝式InSOP-24C封裝，其爬電距離大于3.2 mm，可通過(guò)兩個(gè)裸焊盤(pán)實(shí)現(xiàn)使用PCB進(jìn)行散熱。IPM產(chǎn)生的局部集中發(fā)熱現(xiàn)象也可利用PCB版進(jìn)行散熱，高效的散熱設(shè)計(jì)節(jié)省了系統(tǒng)成本。值得注意的是，省去散熱片同時(shí)也有利于減輕電機(jī)的重量。

此外，半橋臂集成使得用戶(hù)以更低的成本、更短的時(shí)間滿(mǎn)足安規(guī)方面的要求。與傳統(tǒng)的方案對(duì)比，IHB內(nèi)建了以硬件方式實(shí)現(xiàn)的過(guò)流保護(hù)，獨(dú)立的逐周期下管和上管過(guò)流保護(hù)，電機(jī)工作異常時(shí)仍能可靠動(dòng)作，簡(jiǎn)化軟件成本，降低研發(fā)時(shí)間。

BridgeSwitch IC中所使用的600 V FREDFET集成了快速超軟恢復(fù)體二極管。這有助于大幅降低開(kāi)關(guān)損耗和減少噪聲的產(chǎn)生，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)EMC設(shè)計(jì)。這款高壓自供電半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC還具有內(nèi)置的器件保護(hù)和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)特性，同時(shí)具備一個(gè)可靠的單線(xiàn)接口用以進(jìn)行工作狀態(tài)的更新，在電機(jī)微處理器和多達(dá)三個(gè)BridgeSwitch器件之間進(jìn)行通信。每個(gè)BridgeSwitch器件的上管和下管限流點(diǎn)都可以單獨(dú)進(jìn)行設(shè)定，這樣無(wú)需微處理器及相關(guān)外圍電路在電機(jī)繞組開(kāi)路或短路情況下提供整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)。集成的無(wú)損耗電流監(jiān)測(cè)特性可提供基于硬件的電機(jī)故障保護(hù)，有助于簡(jiǎn)化電機(jī)故障保護(hù)機(jī)制，從而滿(mǎn)足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

由于具有集成無(wú)損耗電流檢測(cè)、總線(xiàn)電壓檢測(cè)和系統(tǒng)級(jí)過(guò)溫檢測(cè)等特性，因此該器件系列非常適合冰箱壓縮機(jī)、暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)扇以及其他家用和輕型商用泵、風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)等家電中的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。

另外，值得一提的是，該IC產(chǎn)品系列支持各種電機(jī)控制的算法，適應(yīng)30-300W逆變器輸出功率應(yīng)用。

目前，PI的BridgeSwitch產(chǎn)品系列可提供平臺(tái)式解決方案，當(dāng)前共4個(gè)產(chǎn)品系列，型號(hào)分別為BRD1160C/BRD1260C、BRD1161C/ BRD1261C、BRD1163C/ BRD1263C、BRD1165C/ BRD1265C。參數(shù)分別見(jiàn)下圖：

據(jù)悉，BridgeSwitch IC樣品現(xiàn)已開(kāi)始供貨，基于10,000片的訂貨量單價(jià)為每片1.69美元。