導(dǎo)讀： 隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代化生產(chǎn)、辦公自動(dòng)化的發(fā)展，家用電器、工業(yè)應(yīng)用等設(shè)備都越來越趨向于高效率化、小型化及高智能化，作為執(zhí)行元件的重要組成部分，電機(jī)必須具有精度高、速度快、效率高等特點(diǎn)，無刷直流電機(jī)的應(yīng)用也因此而迅速增長。
隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代化生產(chǎn)、辦公自動(dòng)化的發(fā)展，家用電器、工業(yè)應(yīng)用等設(shè)備都越來越趨向于高效率化、小型化及高智能化，作為執(zhí)行元件的重要組成部分，電機(jī)必須具有精度高、速度快、效率高等特點(diǎn)，無刷直流電機(jī)的應(yīng)用也因此而迅速增長。現(xiàn)階段，雖然各種交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)在傳動(dòng)應(yīng)用中占主導(dǎo)地位，但無刷直流電動(dòng)機(jī)憑借著能效高、動(dòng)態(tài)性能出色以及運(yùn)行噪聲低等優(yōu)勢，在家電、工業(yè)制造等行業(yè)飛速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年全球BLDC市場為301億美元，較2016年成長12.8％。可見未來無刷直流電機(jī)具有非常廣闊的市場前景。
無刷直流電機(jī)優(yōu)勢明顯，市場應(yīng)用廣泛。而各大企業(yè)也根據(jù)市場需求，推出不同的解決方案。作為高壓集成電路高能效電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的知名公司，Power Integrations（PI）近期也發(fā)布BridgeSwitch集成半橋電路（IHB）的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品系列，為電機(jī)領(lǐng)域提供高效、高可靠性、高集成度的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。PI公司資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光表示，“無刷電機(jī)是非常巨大的增量市場，家用電器、工業(yè)用泵等產(chǎn)品的需求量逐年增加.
據(jù)了解，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％。
閻金光認(rèn)為，逆變器效率改善對節(jié)能有顯著的影響。他以PIN＝260W的應(yīng)用為例，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％。效率提升可降低驅(qū)動(dòng)器的溫升，提高系統(tǒng)工作可靠性。這不僅可以滿足高效節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，還在舊有產(chǎn)品中節(jié)省的功耗可以用來增加新的功能。
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。據(jù)閻金光介紹，PI的IHB架構(gòu)將熱量均分到不同的器件上，可以減少系統(tǒng)中集中發(fā)熱的現(xiàn)象，從而可以利用PCB進(jìn)行散熱降低了散熱成本，節(jié)省系統(tǒng)成本，大幅增強(qiáng)可靠性，減小焊點(diǎn)的機(jī)械應(yīng)力。
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關(guān)損耗和減少噪聲的產(chǎn)生，從而簡化系統(tǒng)級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)測特性可提供基于硬件的電機(jī)故障保護(hù)，有助于簡化電機(jī)故障保護(hù)機(jī)制，從而滿足IEC60335－1和IEC60730－1要求。
閻金光表示，“工程師在使用BridgeSwitch時(shí)，可以根據(jù)其引腳不同的連接方式來確定其自身的ID，一旦某個(gè)IC出現(xiàn)了故障，可以根據(jù)其ID來判斷是哪個(gè)IC出現(xiàn)了故障，并將相應(yīng)的故障以代碼的方式發(fā)送給系統(tǒng)微處理器，由微處理器決定相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制,因此故障檢測更智能化。另外，BridgeSwitch具備全面的保護(hù)及監(jiān)控特性，即可以監(jiān)測自身的過流故障、過溫故障、引腳元件開短路故障。在一個(gè)三相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用當(dāng)中，采用三個(gè)BridgeSwitch器件可以使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多樣化的保護(hù)組合?！?/p>
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)品系列可提供平臺式解決方案，當(dāng)前共4個(gè)產(chǎn)品系列，型號分別為BRD1160C／BRD1260C、BRD1161C／
BRD1261C、BRD1163C／ BRD1263C、BRD1165C／ BRD1265C。參數(shù)分別見下圖：
據(jù)悉，BridgeSwitchIC樣品已開始供貨，基于10,000片的訂貨量單價(jià)為每片1.69美元。