用于電機控制的柵極驅動器解決方案

電動機是將電能轉換為機械能的裝置，機械能可用于與其相連的鉸接機構的運動。電動機必須能夠從零速開始產生顯著的扭矩，并且在整個負載范圍內都具有高效率。它還需要有一個簡單的驅動和控制系統。

直流電機以連續形式使用電能。它們通常功率較小，特別適用于需要低驅動扭矩和一定操作靈活性的所有應用。交流電動機分為同步電動機和異步電動機，可以使用單相或三相交流電。特別是，同步電機的轉速與正弦電流的頻率密切相關。

在選擇理想的電機之前，工程師需要知道負載的重量和大小以及它的移動速度。因此，電機在負載下的工作區域必須低于電機的轉矩曲線。確定電機尺寸的標準方法是假設“極限”情況（換句話說，確定應用所需的扭矩和速度峰值），以確保合理的運行裕度。

交流電機

從通風到流體和固體材料運輸，可靠的交流電機對許多工業生產過程至關重要。交流電機驅動器設計人員一直致力于節能和減小尺寸。Power Integrations 的柵極驅動器解決方案為緊湊型、標準型和優質交流電機驅動器提供了出色的效率和無與倫比的集成度。

Power Integrations 提供多種柵極驅動器解決方案。SID11x2K 系列以標準 eSOP 封裝中的單通道 IGBT 和 MOSFET 驅動器為代表。使用 Power Integrations 的創新固體絕緣體 FluxLink? 技術提供增強的電流隔離。高達 8 A（峰值）的輸出驅動電流使該產品能夠驅動高達 600 A（典型值）的設備，而無需任何額外的有源組件。 ?

圖1：SID11x2K典型應用示意圖

SID1183K 系列是另一種類似的柵極驅動器解決方案，基于 eSOP 封裝中的單通道 IGBT 和 MOSFET 驅動器。其他功能包括具有高級軟關斷 (ASSD) 的短路保護 (DESAT)、初級側和次級側的欠壓鎖定 (UVLO) 以及具有溫度和過程補償輸出阻抗的軌到軌輸出，確保安全即使在惡劣的條件下也能運行。

圖2：SID1183K典型應用示意圖

它提供 260 ns 的低傳播延遲時間、±5 ns 的傳播延遲抖動以及高共模瞬變抗擾度。FluxLink? 技術可實現初級側和次級側之間的安全隔離。

直流電機

無刷直流電機 (BLDC) 比有刷電機提供更高的效率和可靠性。它們的應用越來越多地涉及家用電器和消費電子產品。隨著這些應用的效率標準不斷加強，還需要更好的電源轉換技術來最小化總功率損耗并簡化設計。

驅動器是 BLDC 控制的基本元件。它是一種功率放大器，產生電壓輸出來驅動 H 橋電路的高電流高側和低側 IGBT 柵極。為了滿足未來的巨大需求，Power Integrations 推出了適用于高達 400 W 的 BLDC 引擎的全新 BridgeSwitch 系列。這種高壓半橋電機的效率為 99.2%，無需散熱器，并減少了軟件認證時間和費用。

Power Integrations的BridgeSwitch驅動器系列具有先進的 FREDFET（快速恢復二極管場效應晶體管）和集成的無損電流感應。

卓越的效率，結合 IHB 驅動器的分布式熱結構，降低了系統的重量和成本。集成的無損電流檢測系統、總線電壓檢測電路和系統范圍的熱檢測電路使該系列器件成為家用電器中使用的 BLDC 電機的理想選擇。

工業電機

工業電機和中壓驅動器經久耐用，確保能夠承受惡劣環境條件的高可靠性和可用性。Power Integrations 在為工業電機提供強大的柵極驅動器解決方案、支持多電平拓撲以及 H 橋串聯 MVD 方面有著悠久的記錄。

圖 3：2SC0435T 框圖

2SC0435T 是 Power Integrations 為工業應用提供的緊湊型驅動器，占地面積僅為 57.2 x 51.6 毫米，外形尺寸為 20 毫米。與傳統解決方案相比，SCALE-2+ 芯片組減少了高達 85% 的組件數量，顯著提高了可靠性并降低了成本。該器件提供完整的雙通道驅動核，其中包含驅動所需的所有元件，包括隔離式 DC/DC 轉換器、短路保護；以及電源電壓監控。兩個輸出通道中的每一個都與主要和另一個次要通道電氣隔離。

伺服電機

伺服電機的工作原理與步進電機的工作原理相似，但有一些基本的差異需要考慮。在傳統伺服系統中，控制器通過脈沖/方向或模擬位置、速度或扭矩命令向電機驅動器發送信號。下一代控制器使用現場總線結構。然后，驅動器發送每個電機相位所需的適量電流。電機反饋返回到驅動器，如有必要，返回到控制器。驅動器使用此信息正確切換轉子并發送有關運動軸位置的可靠數據。出于這個原因，伺服電機被視為“閉環”，并包含一個編碼器（反饋），可將位置連續發送到控制器。

Power Integrations 廣泛的高度可靠的柵極驅動器產品組合，從 IC、驅動器內核到即插即用驅動器，提供高度集成，以及增強的安全功能和經過認證的隔離功能。雙通道柵極驅動核 2SC0106T 配備全新 SCALE?-2+ 芯片組，是一款高性能雙通道 IGBT/MOSFET 柵極驅動核，適用于 37 kW 至 110 kW 功率范圍的 1200 V IGBT。2SC0106T 驅動 600 V 至 1200 V IGBT，集電極電流高達 450 A，開關頻率高達 50 kHz。2SC0108T 是一款全新的 SCALE-2 雙驅動內核，集緊湊設計和高可靠性于一身，適用性廣。

2SC0108T 驅動所有常用 IGBT 模塊，最高可達 600 A /1200 V 或 450 A / 1700 V。 2SC0108T 將完整的雙通道驅動核與驅動所需的所有組件（例如隔離式 DC/DC 轉換器、短路保護以及電源電壓監控。兩個輸出通道中的每一個都與初級側和另一個次級通道電氣隔離。?



審核編輯：劉清