PI憑借效率高達(dá)98.5%的驅(qū)動(dòng)器成功切入BLDC市場(chǎng)

【導(dǎo)讀】隨著空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、工業(yè)用泵越來越多地采用BLDC電機(jī)，高能效AC-DC電源方案技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商PI也坐不住了，最近發(fā)布了效率達(dá)98.5%的高壓BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，成功切入這一大批量而且高增長(zhǎng)應(yīng)用市場(chǎng)。

無刷直流電機(jī)（BLDC）因其運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小和可靠性高而備受市場(chǎng)青睞，根據(jù)權(quán)威市場(chǎng)研究公司IHS最近發(fā)布的主要家用電器全球市場(chǎng)需求報(bào)告，從2018年到2023年，電風(fēng)扇、冰箱/冰柜、洗衣機(jī)、空調(diào)、工業(yè)用泵對(duì)BLDC（無刷電機(jī)）的需求量年復(fù)合增長(zhǎng)率分別高達(dá)20%、17%、11%、8%和15%，可以說呈現(xiàn)全面增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

面對(duì)這一需求勃發(fā)的高增長(zhǎng)應(yīng)用市場(chǎng)，全球高能效AC-DC電源解決方案領(lǐng)導(dǎo)廠商PI（Power Integrations）也坐不住了，憑借其擅長(zhǎng)的功率開關(guān)技術(shù)，從BLDC驅(qū)動(dòng)角度切入這一市場(chǎng)，最近成功向市場(chǎng)發(fā)布了效率達(dá)98.5%的高壓BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

這一集成了半橋臂電路的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器BridgeSwitch集成了高效600V功率FREDFET，具有全面的保護(hù)和監(jiān)控特性，包括過流、過壓、欠壓、過溫，散熱均分于各器件封裝，無需散熱片，特別適合于30-300W的無刷直流電機(jī)逆變器驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。

PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光說：“BridgeSwitch產(chǎn)品系列采用了PI獨(dú)有的自供電方式來降低系統(tǒng)元件數(shù)目，對(duì)于一個(gè)輸入功率260W的應(yīng)用來說，它可以把BLDC逆變器效率提升1.5%，節(jié)省3.9W功耗，可以幫助客戶滿足各種全球范圍的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

BridgeSwitch電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品系列內(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，且具有無損耗的電流檢測(cè)功能，可使300W以內(nèi)的無刷直流(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%。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，有助于降低系統(tǒng)成本和重量。

由于具有集成無損耗電流檢測(cè)、總線電壓檢測(cè)和系統(tǒng)級(jí)過溫檢測(cè)等特性，因此該器件系列非常適合家電中的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。BridgeSwitch器件適合冰箱壓縮機(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)。

BridgeSwitch IC中所使用的600V FREDFET集成了快速超軟恢復(fù)體二極管，這有助于大幅降低開關(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)。這款新的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，這樣無需微處理器及相關(guān)外圍電路在電機(jī)繞組開路或短路情況下提供整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)。集成的無損耗電流監(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，從而滿足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

PI高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理CrisTIan Ionescu-Catrina表示：“我們重新審視了迅猛增長(zhǎng)的BLDC市場(chǎng)所面臨的挑戰(zhàn)，以及全球范圍內(nèi)日益嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，于是推出了既可實(shí)現(xiàn)能源和空間節(jié)省，又能精簡(jiǎn)BOM的創(chuàng)新解決方案。新方案不僅能輕松符合安全標(biāo)準(zhǔn)，還能簡(jiǎn)化電路和縮短開發(fā)時(shí)間?！?/p>

BridgeSwitch器件的其他特性包括高達(dá)20kHz的PWM工作頻率，同時(shí)還提供反映精確、實(shí)時(shí)FREDFET漏極電流大小的小信號(hào)輸出，其幅值與電機(jī)繞組的正向電流成鏡像關(guān)系。其安全特性包括兩級(jí)器件過溫檢測(cè)、下管和上管逐周期電流限流以及直流總線過壓和欠壓保護(hù)及報(bào)告。

BridgeSwitch器件可兼容所有常見的控制算法–磁場(chǎng)定向控制(FOC)、正弦控制以及提供有傳感器和無傳感器檢測(cè)的梯形控制算法，關(guān)于這三種控制模式請(qǐng)參見參考設(shè)計(jì)DER-654、DER-653和DER-749。BridgeSwitch采用薄型表面貼裝式InSOP-24C封裝，其爬電距離大于3.2mm，可通過兩個(gè)裸焊盤實(shí)現(xiàn)使用PCB進(jìn)行散熱。

BridgeSwitch IC樣品現(xiàn)已開始供貨，1萬片訂貨量的參考單價(jià)為每片1.69美元。

閻金光指出：“BridgeSwitch是無需散熱器的高效無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案，適用于任何類型無刷直流電機(jī)和控制算法，而且其獨(dú)特的硬件方式實(shí)現(xiàn)的故障管理可以有效縮短軟件認(rèn)證周期?！?/p>

PI是高壓電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域半導(dǎo)體技術(shù)的知名創(chuàng)新者。該公司的產(chǎn)品是清潔能源生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵組成部分，可實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電以及毫瓦級(jí)至兆瓦級(jí)應(yīng)用中電能的有效傳輸和消耗。

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