【導讀】電機是目前世界上最大的電力消耗者，並且占比非常大。荷蘭能源研究中心(ECN)估計
，全球發電量的45%是由電機消耗的。因此
，為了推動效率的提高，各國正通過立法手段來提高電機的效率標準。

2021年7月，歐盟開始實施“電機和變速驅動裝置條例(EU) 2019/1781”
，duizhiqianbeipaichuzaibiaozhunzhiwaideyixiedianjizengjialezuidixiaolvxianzhi
，bingsuoduanleweiqitaleixingdianjifuhexiaolvyaoqiusuoyuliudeshijian。cileifaguixianshidequshihenmingxian——所允許的最低效率將隨著時間的推移不斷提高。新的電機設計應盡可能的高效
，以避免在其工作壽命結束前就被立法強製替換的風險。

這些法律涵蓋了各種各樣的電機
，從基礎設施泵中的大型電機到為PCfengshangongdiandeweixingdianji。chicunbushiweiyidekaolvyinsu，dianjideleixingyehenzhongyao。yiqian，youshuazhiliudianjibeiguangfanshiyong
，dantamendexiaolvxiangduijiaodi，kekaoxingyouxian——電刷會隨著時間的推移而磨損
，需要更換。在各種運轉速度和負載下
，對更高的效率和更大的可靠性的需求
，導致無刷直流(BLDC)電機在新設計中被廣泛采用。

無wu刷shua直zhi流liu電dian機ji不bu需xu要yao電dian刷shua和he換huan向xiang器qi之zhi間jian的de物wu理li接jie觸chu。這zhe一yi步bu消xiao除chu了le摩mo擦ca引yin起qi的de機ji械xie損sun耗hao

，使shi無wu刷shua直zhi流liu電dian機ji更geng適shi合he長chang期qi使shi用yong。由you於yu轉zhuan子zi不bu需xu要yao供gong電dian，因yin此ci無wu需xu電dian刷shua和he滑hua環huan，換huan向xiang器qi組zu件jian也ye簡jian化hua了le結jie構gou。這zhe也ye使shi得de無wu刷shua直zhi流liu電dian機ji在zai更geng小xiao的de封feng裝zhuang內nei，每mei瓦wa特te輸shu出chu的de扭niu矩ju比bi有you刷shua直zhi流liu電dian機ji更geng大da。

無(wu)刷(shua)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)使(shi)用(yong)永(yong)磁(ci)體(ti)作(zuo)為(wei)轉(zhuan)子(zi)

，它(ta)與(yu)定(ding)子(zi)線(xian)圈(quan)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)。這(zhe)些(xie)線(xian)圈(quan)以(yi)精(jing)確(que)的(de)模(mo)式(shi)導(dao)通(tong)和(he)關(guan)斷(duan)，以(yi)確(que)保(bao)轉(zhuan)子(zi)有(you)效(xiao)轉(zhuan)動(dong)。這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)由(you)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)(MCU)suanfajueding

，bingshiyongqianrudianjidechuanganqitigongshishifankuiyishixianjingquekongzhi。weikongzhiqixiangkaiguanfasongxinhao，kongzhitongguoxianquandedianliu。jinguanweikongzhiqikongzhigeidianjiqudongqizengjialeyixiefuzaxing，dantatigonglegengdachengdudelinghuoxinghejingquexing。

youyuyouguandianjixiaolvdefaguibiaozhunzhenduideshizhenggedianjizujiandeyunxingqingkuang，yincibixushimeigejieduandeyunxingdadaozuijiazhuangtai，yijinliangjianshaozhengtisunhao。zhebaokuoyongyuweidianjigongdiandenibianqi。nibianqidexingnengshoudaoreliangdexianzhi。chulesuoduannibianqideshiyongshoumingwai
，dangqudongqiguoreshi，buliangderexingnenghuizuzhinibianqixiangdianjiqudongqitigongzugoudedianliu。jiejuesanrewentidedianxingfangfashishiyongsanrepian
，huozaimouxieqingkuangxiashiyongfuzhufengshan，danzheliangzhongjiejuefangandoubutailixiang。liangzhedouhuijiadadianjichicunhezhongliang
，zhebuliyushixiandianjixiaoxinghua，bingqiehuizengjiaBOM物料數
、增加設計複雜性並降低設計的機械強度。

BridgeSwitch電機驅動器

Power Integrations (PI) 在開發用於離線功率變換和柵極驅動的高度集成的高壓IC方麵擁有豐富的經驗，能夠從兩個不同的方向解決這個問題。

●    第一個方法是提供一種有效的架構，最大限度地減少需要耗散的熱量。

●    第二個方法是采用單獨的IC分(fen)別(bie)驅(qu)動(dong)各(ge)個(ge)相(xiang)的(de)電(dian)機(ji)繞(rao)組(zu)，以(yi)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)可(ke)擴(kuo)展(zhan)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，其(qi)靈(ling)活(huo)性(xing)足(zu)以(yi)支(zhi)持(chi)單(dan)相(xiang)和(he)多(duo)相(xiang)電(dian)機(ji)。每(mei)個(ge)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)損(sun)耗(hao)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)少(shao)量(liang)熱(re)量(liang)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)於(yu)整(zheng)個(ge)PCB上，而不是集中在某個集中發熱點。

這就是PI的BridgeSwitch™係列集成半橋(IHB)電機驅動器，適用於驅動同步電機(無刷直流或永磁同步電機(PMSM))以及異步電機(例如交流感應電機)。

BridgeSwitch器件的效率可高達98.5%，適用於功率範圍為30W(典型IRMS=0.2A)至400W(典型IRMS=1.1A)的逆變器設計。BridgeSwitch IC集成了下管和上管驅動器、控製器、電平變換器和兩個N通道600V快速恢複外延型二極管FET(FREDFET)，並可提供無損耗的電流檢測功能。FREDFET具有極快恢複的體二極管
，使其成為驅動電感負載的理想選擇。它們可顯著降低開關損耗
，並具有軟恢複特性以減少EMI。

bridgeswitch schematic

BridgeSwitch IC可自行供電
，允許使用更簡單的係統供電電源(例如PI的LinkSwitch™-TN2)來驅動微控製器。可以使用小型非隔離驅動器

，而不是傳統設計中的多路輸出隔離反激式方案
，從而進一步縮減BOM、降低設計複雜性並減小電路板空間。內部還集成逆變器診斷功能，可減少所需的傳感器數量和微處理器故障處理資源占比。BridgeSwitch ICjichenglexuduojiyuyingjiandeguzhangbaohuhewaibuxitongjijiancegongneng。zhezhongyingjianfanganbujinnengtigongbiruanjianbaohugengkuaidexiangying，erqieyouyugaijiagoujuyouyingjianfangshishixiandezhuzhouqixiaguanheshangguanguoliubaohuyijibanzaijiancegongneng，yincigengrongyitongguoUL/IEC60730認證。通過硬件方式實現這些功能
，意味著滿足UL/IEC 60730的軟件要求從B級降低到A級，無需在軟件更新後重新認證。

BridgeSwitch參考設計套件

為了讓設計更快地推向市場

，PI還為BridgeSwitch產品係列開發了多款無刷直流電機參考設計套件(RDK)。新的參考設計可提供高達400W的輸出功率且無需散熱片
，能夠支持具有更大RMS電流要求和高散熱要求的應用，如壓縮機、吸油煙機以及家用和商用風機和泵。

這些電路板都不需要散熱片。

為了進一步簡化設計過程
，PI推出了Motor-Expert™，zheshiyikuandianjikongzhipeizhihezhenduanyingyongchengxu，weisuoyoucanshuheminglingtigongletuxingyonghujiemian，yijiyongyuyichuanxingmoshiyudianjikongzhiqijiaohudezhongduanfangzhenqi。Motion Scope（運行概覽）功能提供可實時查看的重要控製器變量的線性圖。

相關閱讀：

1、PI發布Motor-Expert軟件，簡化無刷電機驅動設計

2

、PI發布新型控製軟件，無刷直流驅動的成本和複雜度大幅降低

來源：電子產品世界，作者：Cristian Ionescu-Catrina（Power Integrations高級產品營銷經理）

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