近日，專注于高壓集成電路高能效電源轉換領域的Power Intergration（PI）宣布進入電機驅動器市場，并推出首款BridgeSwitch集成半橋電路（IHB）的電機驅動器IC產品。該產品繼承了PI一直以來優秀的產品基因，并加入了一些對于電機驅動獨特的理解。

如今的PI官網上，已經展現出了四個產品線，這也就意味著電機驅動正式成為PI旗下一個重要板塊。

PI資深技術培訓經理閻金光表示，電源是功率轉換應用，而電機驅動也是功率轉換，兩者有很多想通性，這也是為何大部分電源管理公司都有電機驅動相關產品的原因。

PI資深技術培訓經理閻金光

據統計，目前全社會約有一半以上的耗電量發生在電機領域，因此如何把電機設計得更節電，是企業同時也是全社會的責任，作為致力于提供更高能效產品，降低系統工作及待機功耗的PI來說，進入電機驅動領域有助于幫助更多產業實現低功耗技術。

而從PI的核心技術來講，電機驅動器也是完全符合其特點的。首先PI在系統和應用上有豐富的客戶資源、完整的know-how知識體系；其次是PI積累了大量的高壓高功率技術資源；第三是在功率器件的封裝方面，擁有自己的創新技術；第四則是在集成工藝上擁有自己的一套差異化特性。

如圖，除了BridgeSwitch，其他家族系列的產品都是此前推出的，針對馬達驅動系統不同應用的產品。BridgeSwitch系列則是PI第一款針對無刷直流電機（BLDC）驅動器應用開發出的產品。

BLDC電機市場應用廣泛

BLDC（無刷直流）電機主要由用永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器（可有可無）組成。相對于傳統的有刷電機，其高效、高壽命、低噪聲的特點使其具備更好的用戶體驗。結構上它們有一個明顯的區別：無刷直流電機沒有直流電機中的換向器和電刷，取而代之的是位置傳感器。利用轉子位置的信息由微處理器控制逆變電路中的開關實現電機中繞組中電流的換向，這樣，電機結構就相對簡單，降低了電機的制造和維護成本。無刷直流電機利用電子開關實現換向的代價是電機控制器成本的提高（如對于三相直流電機，需要由6只開關管組成的逆變器外加提供驅動信號的微處理器電路來實現）。

對于BLDC電機來說，既具有直流電機良好的調速性能等特點，又具有交流電機結構簡單、無換向火花、運行可靠和易于維護等優點，因此廣泛應用在各種家電行業及工業用泵中。

如圖所示，根據預測，未來家電產量仍將繼續增加，同時對于BLDC電機的需求也在持續增加。

全新BridgeSwitch系列產品介紹

閻金光介紹了PI BridgeSwitch產品相比較傳統的IPM模塊（智能功率模塊），具有三大特性，包括驅動效率更高，自供電以及智能化。

BridgeSwitch系列擁有從30W-300W的功率范圍選擇，最大轉換效率可達98.5%。

BridgeSwitch架構框圖

無需散熱片的解決方案

首先對于效率來說，由于其采用了600 V FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET具有快恢復外延型二極管的場效應晶體管）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。FREDFET具有極低的Qrr和軟恢復特性，使得開關切換損耗降低，也使得EMI降低，因此效率可達最大化，同時也讓控制更加精準。

如圖所示，相對競爭對手，PI的FREDFET產品擁有更短的恢復時間，更小的反向電流以及更少的切換功耗。

通過效率提升，減少了發熱量，同時由三顆器件構成的驅動模塊相比傳統IPM的熱耗散更加平均，不但可以滿足更高的節能標準，還可以直接通過PCB散熱，降低散熱成本，甚至可將產品直接與電機封裝在一起，從而實現更多小型化設計。

如果以輸入功率為260W的應用為例，逆變器從97%的效率提高到98%，僅消耗5.2W，相對于7.8W@97%來說，減少了33%的功耗損失，這也就意味著減少33%的發熱量。

更智能的驅動器

IPM模塊被稱為智慧型功率模塊，但和BridgeSwitch相比，就顯得沒那么智慧了。

BridgeSwitch支持傳統的過流、欠壓/過壓及過溫保護，且通過簡單的單線故障報告總線即可完成器件與MCU之間的故障通訊，更節約MCU端口。此外，對于檢測保護輸入，用戶還可根據其具體應用需要自定義。從而使得整個電機驅動系統具有更加完善的保護特性。相比而言，IPM模塊只是自動切斷，而不會告知MCU具體故障狀態。

BridgeSwitch采用的是硬件方式的獨立的逐周期上管、下管過流保護，從而實現在電機工作異常時仍能可靠動作。硬件方式實現的保護可以符合IEC & UL安規標準60730-1 & 60335-1關于故障情況下的安規保護要求，相比軟件保護來說，可以大大節省軟件認證成本，提高軟件的代碼執行效率。閻金光介紹道，軟件保護最初的IEC 或UL安規認證非常昂貴且費時，而當軟件更新后，還要重新認證，此外，在進行OTA（空中下載技術）升級時，還需要額外的軟件完整性校驗。而采用硬件實現的話則可以降低安規方面對軟件實現故障保護的要求，省去大量軟件方面的認證工作。

BridgeSwitch支持各類電機類型及各種控制算法，包括FOC、六步換向及正弦控制等，目前PI的工程師已經開發了三款參考設計，以方便工程師進行理解與評估。

PI針對BridgeSwitch的參考設計

更簡單的設計

通過集成各種智能檢測功能，使得設計更為簡化。此外，BridgeSwitch直接可以使用高壓直流母線電壓進行自供電，而不需要額外的輔助供電，可以簡化輔助供電電源的設計，此項技術也是延續了PI在其他產品中所用到的技術。這樣，使用更簡單的降壓型單輸出輔助供電電源即可實現整個電機驅動系統的工作。

同時，BridgeSwitch采用InSOP-24C封裝，具有兩個裸露焊盤，方便進行散熱設計。

對于全新BridgeSwitch系列產品，PI高級產品營銷經理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，以及全球范圍內日益嚴格的節能標準和法規，于是推出了既可實現能源和空間節省，又能精簡BOM的創新解決方案。新方案不僅能輕松符合安全標準，還能簡化電路和縮短開發時間。”

BridgeSwitch是PI進入BLDC電機驅動器市場的敲門磚，首款產品就具有如此眾多特色實屬不易，相信未來隨著PI繼續在電機驅動領域深耕，將會給電機市場帶來更多革新。