作者：wly

近年來，BLDC(無刷直流電機)應用持續增加，空調、制冷/制濕型家電、電風扇，工業用泵等都是BLDC的典型應用場合。據IHS的統計，即便是最傳統的空調應用，從2018年到2023年，複合年增長率也高達8%，而對于工業用泵、制冷家電、電風扇等，複合年增長率更達到兩位數，為15-20%。BLDC電機應用的快速增長，帶來了對驅動的一些新型要求和挑戰。目前，市場上多采用的IPM(Intelligent Power Module)模塊方式無論在效率、智能控制、可靠性方面都已不能滿足市場需求。為此，PI公司推出了一款集成半橋電路(IHB)的電機驅動器IC産品BridgeSwitch，能實現極高的效率，可省去散熱片，大幅縮減軟件認證時間及成本。

PI資深技術培訓經理閻金光先生介紹說，PI公司多年深耕于高壓集成電路高能效電源轉換領域，具有豐富的經驗積累，正是看到了BLDC驅動市場存在的這些不足和空缺，推出了BridgeSwitch系列産品。

BridgeSwitch IC内部集成了兩個性能加強的FREDFET(具有快恢複外延型二極管的場效應晶體管)分别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以内的無刷直流(BLDC)電機驅動器應用中的逆變器轉換效率達到98.5%。衆所周知，效率方面很小的改善對節能也有顯著的影響，據閻金光先生介紹，逆變器效率每提升1%，發熱就會降低33%，因此，IHB驅動器所提供的優異效率和分布式散熱方法可省去散熱片，有助于降低系統成本和重量。由于具有集成無損耗電流檢測、總線電壓檢測和系統級過溫檢測等特性，因此該器件系列非常适合家電中的BLDC電機驅動應用。BridgeSwitch器件适合冰箱壓縮機、暖通空調系統風扇以及其他家用和輕型商用泵、風扇和風機。

閻金光先生指出，BridgeSwitch IC在幾個方面具有特别突出的優勢，一是利用了性能優化的體二極管使得開關效率最大化，将開關損耗降到最低，同時大大降低了EMI。二是自供電方式，BridgeSwitch IC是目前首款采用自供電方式的IC，這樣做的好處是簡化了外部輔助供電電源的設計，從而降低系統元件數目。三是散熱方式，BridgeSwitch IC采用獨特的集成半橋臂電路結構，将熱量均分于各器件封裝上，避免了IPM模塊産生的局部集中發熱現象，高效的散熱設計省去了散熱器，節省了系統成本。四是靈活智能的保護和監控特性，BridgeSwitch IC可以提供過流、欠壓、過壓及過溫保護，并且還能将各種逆變器内部出現的故障以代碼方式通過故障總線報告給系統MCU，從而智能地對故障做出分析以便采取進一步行動。例如，對于過壓保護，一般設定一個阈值即可，而對于欠壓，在某些應用中需要電機能夠降速運轉，MCU往往需要多個欠壓阈值信息以便進行速度控制，而BridgeSwitch恰恰能夠滿足此類應用的需要，單個器件即可提供多達四檔的欠壓阈值信息。所有這些信息，客戶都可以通過外部電阻的阻值進行人為設定。

另外，相比傳統方案，BridgeSwitch IC還可以幫助用戶降低安規認證的時間和成本。閻金光先生指出說，目前傳統方案中一些包含保護特性的軟件需要滿足Class B認證要求，認證費用昂貴并且耗時較長，而BridgeSwitch IC采用了内建的以硬件方式實現的過流保護，同時可以分别對半橋臂中的上管和下管流限進行設定，具有逐周期的過流保護特性，因而無需軟件完成類似的保護功能，這樣大大簡化了軟件開發成本和相應的認證成本。

BridgeSwitch IC可以支持各種電機控制算法，例如， 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，目前推出了三款參考設計，針對的功率範圍從40W和300W，滿載效率可達到94%-98%。

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