用于智能家電的高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC

符合 IEC 60335 和 60730 的緊湊且可靠的高壓 （HV） 永磁 （PM） 或無(wú)刷直流 （BLDC） 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是各種電器應(yīng)用所必需的，包括冰箱壓縮機(jī)、洗碗機(jī)和洗衣機(jī)中的泵、冷凝器風(fēng)扇在高效空調(diào)，抽油煙機(jī)和吊扇。設(shè)計(jì)人員一直承受著開(kāi)發(fā)緊湊、高效且可靠的驅(qū)動(dòng)器的壓力，這些驅(qū)動(dòng)器已通過(guò)國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

顯然，需要一種易于使用、通過(guò) IEC 60335 和 IEC 60730 認(rèn)證的 BLDC 電機(jī)解決方案，它不僅可以幫助設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)，還可以提供故障診斷和保護(hù)。

加速軟件認(rèn)證和硬件開(kāi)發(fā)

設(shè)計(jì)人員可以使用 Power Integrations 的 BridgeSwitch 系列集成半橋來(lái)簡(jiǎn)化高達(dá) 400 W 的 HV 逆變器驅(qū)動(dòng)的單相、兩相或三相 PM 或 BLDC 電機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)方面的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)（圖 1）。BridgeSwitch IC 提供復(fù)雜的故障管理和報(bào)告功能——消費(fèi)電器提高效率和減少可聞噪聲所需的信息。BridgeSwitch 支持多種電機(jī)控制方案，包括梯形或正弦換向。

圖 1：BridgeSwitch 系統(tǒng)框圖

兩個(gè)高壓 N 溝道 600V 功率 FREDFET 具有超軟和超快速二極管，非常適合硬開(kāi)關(guān)逆變器驅(qū)動(dòng)。低側(cè)和高側(cè)控制和驅(qū)動(dòng)器是自供電的，無(wú)需外部輔助電源。兩個(gè) FREDFET 的故障安全、可調(diào)節(jié)、逐周期電流限制以及自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制和同時(shí)導(dǎo)通保護(hù)支持可靠運(yùn)行。薄型、小外形、表面貼裝封裝提供更長(zhǎng)的爬電距離，并允許通過(guò)印刷電路板冷卻兩個(gè)功率 FREDFET（圖 2）。

圖 2：采用 InSOP-24C 封裝的 BridgeSwitch。此底視圖顯示了高側(cè)和低側(cè) FREDFET 的冷卻墊以及擴(kuò)展的爬電距離。

系統(tǒng)監(jiān)視器 （SM） 引腳為設(shè)計(jì)人員提供了無(wú)與倫比的靈活性，可以輕松跟蹤各種系統(tǒng)級(jí)參數(shù)。而且 BridgeSwitch 是自配置的：如果在上電時(shí)將電阻器連接到 HV 總線（圖 1，HB1），它會(huì)將自身配置為具有四個(gè)欠壓閾值（100%、85%、70%）的 HV 總線檢測(cè)輸入和 50%）和一個(gè)過(guò)壓閾值。如果一個(gè)電阻（例如 NTC）在上電時(shí)連接到系統(tǒng)接地，它會(huì)將自身配置為外部溫度檢測(cè)輸入（圖 1，HB2）。它還可以配置為其他傳感器輸入，例如振動(dòng)監(jiān)測(cè)器（圖 1， HB3）。BridgeSwitch 提供獨(dú)特的瞬時(shí)相電流輸出信號(hào)（在專(zhuān)用引腳 IPH 上），簡(jiǎn)化了無(wú)傳感器控制方案的設(shè)計(jì)。單線、開(kāi)漏、雙向 FAULT 總線將所有檢測(cè)到的故障或狀態(tài)變化信息從每個(gè) BridgeSwitch IC 傳輸?shù)?MCU。

故障總線通信

上電時(shí)，每個(gè) BridgeSwitch IC 都會(huì)根據(jù) ID 引腳連接為自己分配一個(gè)唯一的器件 ID：HB1 的 ID 引腳連接到 BPL，HB2 的 ID 引腳懸空，HB3 的 ID 引腳連接到 SG（圖 3）。此 ID 方案使 MCU 能夠識(shí)別任何故障條件的物理位置。設(shè)備 ID 時(shí)間段 （t ID ） 用于總線仲裁：HB1 的ID為 40 μs，HB2 的ID為 60 μs，HB3 的ID為 80 μs。系統(tǒng) MCU 被分配了一個(gè) 160 μs 的默認(rèn) t ID，以確保它始終贏得任何總線仲裁。

圖 3：使用帶有設(shè)備 ID 編程的單線狀態(tài)通信總線的 BridgeSwitch 故障報(bào)告

FAULT 總線上的通信是對(duì)以下三種情況之一的響應(yīng)：

成功通電后準(zhǔn)備任務(wù)信號(hào)

由 BridgeSwitch IC 之一啟動(dòng)的 FAULT 狀態(tài)寄存器更新

MCU 與一個(gè)或多個(gè) BridgeSwitch IC 通信，包括查詢(xún)當(dāng)前狀態(tài)報(bào)告或重置狀態(tài)寄存器的命令

BridgeSwitch 使用一個(gè) 7 位字后跟一個(gè)奇偶校驗(yàn)位來(lái)報(bào)告狀態(tài)更新。7 位字由五個(gè)塊組成，狀態(tài)變化組合在一起。這可以同時(shí)向系統(tǒng) MCU 報(bào)告多個(gè)故障條件。當(dāng)給定的故障條件已被清除時(shí)，分組條件還允許快速報(bào)告。

審核編輯：郭婷