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2025上海国际精密加工及设备展览会——官网 > 高压BLDC电机驱动器迎来革新:无散热器,效率可达98.5%

近年来,BLDC(无刷直流电机)应用持续增加,空调、制冷/制湿型家电、电风扇,工业用泵等都是BLDC的典型应用场合。据IHS的统计,即便是最传统的空调应用,从2018年到2023年,复合年增长率也高达8%,而对于工业用泵、制冷家电、电风扇等,复合年增长率更达到两位数,为15-20%。BLDC电机应用的快速增长,带来了对驱动的一些新型要求和挑战。目前,市场上多采用的IPM(Intelligent Power Module)模块方式无论在效率、智能控制、可靠性方面都已不能满足市场需求。为此,PI公司推出了一款集成半桥电路(IHB)的电机驱动器IC产品BridgeSwitch,能实现极高的效率,可省去散热片,大幅缩减软件认证时间及成本。

PI资深技术培训经理阎金光先生介绍说,PI公司多年深耕于高压集成电路高能效电源转换领域,具有丰富的经验积累,正是看到了BLDC驱动市场存在的这些不足和空缺,推出了BridgeSwitch系列产品。

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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300W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%。众所周知,效率方面很小的改善对节能也有显著的影响,据阎金光先生介绍,逆变器效率每提升1%,发热就会降低33%,因此,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。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。

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阎金光先生指出,BridgeSwitch IC在几个方面具有特别突出的优势,一是利用了性能优化的体二极管使得开关效率最大化,将开关损耗降到最低,同时大大降低了EMI。二是自供电方式,BridgeSwitch IC是目前首款采用自供电方式的IC,这样做的好处是免去了外部额外的供电器件,从而降低系统元件数目。三是散热方式,BridgeSwitch IC采用独特的集成半桥臂电路结构,将热量均分于各器件封装上,避免了IPM模块产生的局部集中发热现象,高效的散热设计省去了散热器,节省了系统成本。四是灵活智能的保护和监控特性,BridgeSwitch IC可以提供过流、欠压、过压及过温保护,并且还能提供故障代码报告给总线,从而智能得对故障做出分析以便采取进一步行动。例如,对于过压保护,一般设定一个阈值即可,而对于欠压,要保证电机的正常运转,欠压的阈值往往需要设定多个,以匹配电机的转速。所有这些信息,客户都可以自定义设置检测保护输入。

另外,相比传统方案,BridgeSwitch IC还可以帮助用户降低安规认证的时间和成本。阎金光先生指出说,目前传统方案中一些包含保护特性的软件需要满足Class B认证要求,认证费用昂贵并且耗时较长,而BridgeSwitch IC采用了内建的以硬件方式实现的过流保护,简化了软件开发成本和认证成本。

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BridgeSwitch IC可以支持各种电机控制算法,例如, 磁场定向控制(FOC)、正弦控制以及提供有传感器和无传感器检测的梯形控制算法,目前推出了三款参考设计,针对的功率范围从40W和300W,满载效率可达到94%-98%。

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