广告

效率高达98.5%的BLDC驱动器让智能家电更省电

时间:2018-12-28 作者:程文智 阅读:
不论是做AC-DC电源用IC产品,还是做LED驱动器IC产品,Power Integrations(PI)一直都非常注重对效率的提升。这一次PI将其积累多年的功率开关技术,应用到了无刷直流电机(BLDC)驱动之中,实现了高达98.5%的高效驱动。
EETC https://www.eet-china.com

不论是做AC-DC电源用IC产品,还是做LED驱动器IC产品,Power Integrations(PI)一直都非常注重对效率的提升。这一次PI将其积累多年的功率开关技术,应用到了无刷直流电机(BLDC)驱动之中,实现了高达98.5%的高效驱动。8RBEETC-电子工程专辑

据PI公司资深技术培训经理阎金光介绍介绍,这是PI首次推出BLDC驱动产品,这个产品系列为BridgeSwitch,该产品集成了半桥臂电路(IHB),适合于30~300W的无刷直流电机逆变器驱动应用。8RBEETC-电子工程专辑

PI20181228_P1.jpg8RBEETC-电子工程专辑
图1:PI公司资深技术培训经理阎金光。8RBEETC-电子工程专辑

他详细解释说,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300 W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%。8RBEETC-电子工程专辑

PI20181228_P2.PNG8RBEETC-电子工程专辑
图2:BridgeSwitch IC内部结构图。8RBEETC-电子工程专辑

由于BridgeSwitch IC中集成的是2个开关器件,而非传统IPM模块中的6个开关器件。因此,可以做到很低的温升,从而做到无需使用散热片的设计。“在家电设计中,客户最怕的就是安装散热片,因为它涉及到可靠性问题,如安装一致性、运输当中的振动、跌落试验等均要求散热片能够保证散热良好。如果你不需要散热片,而仅靠PCB来散热,就不需要担心各种机械应力对系统散热会产生影响。”阎金光表示。8RBEETC-电子工程专辑

他同时指出,传统的IPM需要采用双路输出的辅助电源供电——15V和5V,15V给驱动器供电,5V给MCU供电。15V可以给下管驱动器直接供电,上管还需要加一个自举二极管。如果逆变器驱动本身能够实现自供电的话,则可以简化辅助供电电源的设计——只需要单路输出的电源给MCU供电即可,并可省去这个自举二极管,甚至可以采用简单的降压型变换器作为辅助供电电源,带来成本节省。8RBEETC-电子工程专辑

再者,BridgeSwitch IC可提供全面的保护和监控特性,如过流、欠压/过压和过温保护。目前常用的IPM模块,由于封装很小,而且内部封装了6个开关器件,PIN脚数目受限,不可能把保护功能做得非常完善。而采用BridgeSwitch后,6个开关分别封装于3个不同的器件当中,因而可以使得整个系统具备更加完善的保护特性。8RBEETC-电子工程专辑

传统的BLDC驱动保护(如过压保护)一般是由MCU通过软件和外围电路来完成的,这无疑会增加MCU的负担,甚至增加成本。而BridgeSwitch提供SM(系统监测)引脚,可以用它来做很多保护组合,比如可以同时实现输入电压监测及系统过温监测。而FAULT引脚可以把内部的过温故障、过流故障等发给MCU。由MCU最终决定是否采取动作(比如降速运行;当然,过温达到极限时仍会自行切断),非常智能。8RBEETC-电子工程专辑

8RBEETC-电子工程专辑
PI20181228_P3.PNG8RBEETC-电子工程专辑
图3:灵活的BridgeSwitch驱动器架构图。8RBEETC-电子工程专辑

他还特别强调,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。8RBEETC-电子工程专辑

此外,BridgeSwitch采用硬件方式实现过流保护, 且上管和下管电流均进行逐周期的限流。相对于传统用软件实现保护的方式,硬件实现的方法可以大大降低软件的负担,提高软件的代码执行率,节省外围检测电路的成本。同时也可以极大简化软件的认证成本及认证时间。8RBEETC-电子工程专辑

在阎金光看来,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,有助于降低系统成本和重量。由于具有集成无损耗电流检测、总线电压检测和系统级过温检测等特性,因此该器件系列非常适合家电中的BLDC电机驱动应用。8RBEETC-电子工程专辑

因此,他认为BridgeSwitch器件适合冰箱压缩机、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。8RBEETC-电子工程专辑

PI20181228_P4.PNG8RBEETC-电子工程专辑
图4:BridgeSwitch和IPM实测温升对比(风扇应用),118℃的情况下,PCB很可能耐受不住。使用IHB架构的BridgeSwitch则可以将热量均分至不同器件上,从而将器件温升大幅降低。8RBEETC-电子工程专辑

EETC https://www.eet-china.com
本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
您可能感兴趣的文章
  • 工业4.0的“智”动化解决方案涉及微处理器、多协议无 7月11日,由全球最大电子科技媒体集团ASPENCORE旗下《电子工程专辑》、《电子技术设计》和《国际电子商情》主办的2019“智”动化和工业4.0论坛在深圳科技园举行,来自美国、香港、台湾和大陆的八家领先企业的技术专家与来自智能制造和工业自动化领域的专业人士进行了面对面的互动交流。
  • 大疆无人机通过美国内政部审核! 7月11日报道 境外媒体报道称,大疆创新推出的大疆政企版无人机系统,已通过美国内政部的官方测试与独立验证。美国内政部表示在对大疆进行的15个月严格评估中,没有发现数据在系统外传输。
  • 行AI之术,察腠理之疾 《扁鹊见蔡桓公》相信大家小时候都背过,蔡桓公讳疾忌医,最后导致病入骨髓、体痛致死。时至今日,人们虽然不再讳疾忌医,但医疗资源紧缺让大家只能把大量时间耗费在大医院排队中。在疾病之初,症状初显甚至未显之时,能否在家中通过自查发现呢?不是每家都可以有神医扁鹊,但未来AI和先进半导体技术的加持下,每家都可以有精准而方便的家用医疗器械……
  • 各项生物识别技术,谁最适合高安全应用场景? 各项生物识别技术都存在自身的局限性、应用场景的无限丰富性这些问题,比如很多老人的指纹已经磨损难以识别、打电话的过程中难以采集人脸和指纹等。因此,没有任何一种生物识别技术可以满足所有场景的需要,多种生物识别结合使用也成为满足安全性、易用性和成本控制等方面的综合需要……
  • 大豆换芯片:美政府有条件解禁华为供货 美国商务部长罗斯周二表示,中国电信巨头华为仍在黑名单上,将允许美国公司在不危及国家安全的情况下向华为销售产品。但关于哪些产品将通过审查等关键问题仍然存疑。
  • 中兴与阿根廷合作,美国又不愿意了! 据报道,今年3月,中兴公司与阿根廷胡胡伊省签订商业合同,引发美国强烈关注,并称“中国正通过收集和利用数据支持任意监控并让反对者噤声”。白宫官员称,中方利用出口技术装备和服务在拉美推广“中国式镇压”。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告