无刷电机IPM模块存在哪些问题？高效逆变器驱动IC将取而代之？

无刷电机（BLDC）能效更高、动态性能更出色和运行噪声更低，已成为电机驱动设计的必然趋势，但与此同时，高压电机IPM模块存在散热等许多问题，需要采用新的逆变器驱动IC进行替代。无刷电机巨大增量市场由于世界各国不断关注节能问题，使节能型消费类产品的需求持续上升，尤其是电冰箱、洗衣机和空调等白家电产品。

除了节能，白家电设计的挑战包括尺寸、散热、可靠性、噪声及外观设计等。而这些都与电机技术息息相关，深耕于高压集成电路高能效电源转换领域的知名公司PowerIntegrations公司发布BridgeSwitch集成半桥电路(IHB)的电机驱动器IC产品系列。BridgeSwitchIC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%。

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。

PI的半桥电机驱动电路特别适用于家用电器30-300W直流电机应用，其智能高效，内置硬件电路保护，可大幅节省外围电路成本。该半桥驱动器能替代传统的IPM模块，能更安全地驱动电机负载，也因为其高效及分布式散热方式，从而可以做到无需散热片的电机驱动设计。从芯片内部结构讲，该驱动器有自供电能力，因而可以无需外部电源提供驱动供电，而且每个半桥均可进行外部电路配置，根据需要进行相应的保护配置。该半桥驱动IC有4个显著特点：

驱动效率高，实现无需散热片的设计

智能化，具备完善硬件故障保护及故障汇报功能

芯片集成度高，减少外围器件，节省成本

适合任何类型电机及控制算法应用

BridgeSwitchIC中所使用的600VFREDFET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。这款新的高压自供电半桥电机驱动器IC还具有内置的器件保护和系统监测特性，同时具备一个可靠的单线接口用以进行工作状态的更新，在电机微处理器和多达三个BridgeSwitch器件之间进行通信。

每个BridgeSwitch器件的上管和下管限流点都可以单独进行设定，这样无需微处理器及相关外围电路在电机绕组开路或短路情况下提供整个系统的保护。集成的无损耗电流监测特性可提供基于硬件的电机故障保护，有助于简化电机故障保护机制，从而满足IEC60335-1和IEC60730-1要求。

高级产品营销经理CristianIonescu-Catrina表示：我们重新审视了迅猛增长的BLDC市场所面临的挑战，以及全球范围内日益严格的节能标准和法规，于是推出了既可实现能源和空间节省，又能精简BOM的创新解决方案。新方案不仅能轻松符合安全标准，还能简化电路和缩短开发时间。

新器件的其他特性包括高达20kHz的PWM工作频率，同时还提供反映精确、实时FREDFET漏极电流大小的小信号输出，其幅值与电机绕组的正向电流成镜像关系。其安全特性包括两级器件过温检测、下管和上管逐周期电流限流以及直流总线过压和欠压保护及报告。新器件可兼容所有常见的控制算法磁场定向控制(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，关于这三种控制模式请参见参考设计DER-654、DER-653和DER-749。BridgeSwitch采用薄型表面贴装式InSOP-24C封装，其爬电距离大于3.2mm，可通过两个裸焊盘实现使用PCB进行散热。

PI提供的样板可以适应任何BLDC电机控制算法，能配合主流MCU指令集，适合梯形波、正弦波和FOC控制方式。

BridgeSwitch半桥驱动IC使得具有电机的家电应用更加易于满足节能标准，同时其可靠的硬件方式保护特性及故障汇报机制使得电机应用的可靠性大大提高。