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無刷直流電機（BLDC）因其運轉(zhuǎn)噪音小和可靠性高而備受市場青睞，根據(jù)權(quán)威市場研究公司IHS最近發(fā)布的主要家用電器全球市場需求報告，從2018年到2023年，電風(fēng)扇、冰箱/冰柜、洗衣機、空調(diào)、工業(yè)用泵對BLDC（無刷電機）的需求量年復(fù)合增長率分別高達20%、17%、11%、8%和15%，可以說呈現(xiàn)全面增長態(tài)勢。
面對這一需求勃發(fā)的高增長應(yīng)用市場，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，憑借其擅長的功率開關(guān)技術(shù)，從BLDC驅(qū)動角度切入這一市場，最近成功向市場發(fā)布了效率達98.5%的高壓BLDC電機驅(qū)動器。
這一集成了半橋臂電路的BLDC電機驅(qū)動器BridgeSwitch集成了高效600V功率FREDFET，具有全面的保護和監(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的無刷直流電機逆變器驅(qū)動應(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獨有的自供電方式來降低系統(tǒng)元件數(shù)目，對于一個輸入功率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)。”
BridgeSwitch電機驅(qū)動器IC產(chǎn)品系列內(nèi)部集成了兩個性能加強的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)電機驅(qū)動器應(yīng)用中的逆變器轉(zhuǎn)換效率達到98.5%。IHB驅(qū)動器所提供的優(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、總線電壓檢測和系統(tǒng)級過溫檢測等特性，因此該器件系列非常適合家電中的BLDC電機驅(qū)動應(yīng)用。BridgeSwitch器件適合冰箱壓縮機、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。
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，從而簡化系統(tǒng)級EMC設(shè)計。這款新的高壓自供電半橋電機驅(qū)動器IC還具有內(nèi)置的器件保護和系統(tǒng)監(jiān)測特性，同時具備一個可靠的單線接口用以進行工作狀態(tài)的更新，在電機微處理器和多達三個BridgeSwitch器件之間進行通信。
每個BridgeSwitch器件的上管和下管限流點都可以單獨進行設(shè)定，這樣無需微處理器及相關(guān)外圍電路在電機繞組開路或短路情況下提供整個系統(tǒng)的保護。集成的無損耗電流監(jiān)測特性可提供基于硬件的電機故障保護，有助于簡化電機故障保護機制，從而滿足IEC60335-1和IEC60730-1要求。
PI高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理CrisTIan Ionescu-Catrina表示：“我們重新審視了迅猛增長的BLDC市場所面臨的挑戰(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)，于是推出了既可實現(xiàn)能源和空間節(jié)省，又能精簡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)，還能簡化電路和縮短開發(fā)時間。”
BridgeSwitch器件的其他特性包括高達20kHz的PWM工作頻率，同時還提供反映精確、實時FREDFET漏極電流大小的小信號輸出，其幅值與電機繞組的正向電流成鏡像關(guān)系。其安全特性包括兩級器件過溫檢測、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及報告。
BridgeSwitch器件可兼容所有常見的控制算法–磁場定向控制(FOC)、正弦控制以及提供有傳感器和無傳感器檢測的梯形控制算法，關(guān)于這三種控制模式請參見參考設(shè)計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，可通過兩個裸焊盤實現(xiàn)使用PCB進行散熱。
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驅(qū)動解決方案，適用于任何類型無刷直流電機和控制算法，而且其獨特的硬件方式實現(xiàn)的故障管理可以有效縮短軟件認證周期。”
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，可實現(xiàn)新能源發(fā)電以及毫瓦級至兆瓦級應(yīng)用中電能的有效傳輸和消耗。
