採用EPC eGaN® FET的三相BLDC電機驅動逆變器EPC9167, 為電動自行車、無人機提供卓越電機驅動性能

日期 : 2022-03-04
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WPIEPCeGaNEPC2065BLDC

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基於氮化鎵器件的EPC9167逆變器參考設計提高電機系統性能、範圍、精度、扭矩且同時降低整體系統成本。 該逆變器尺寸超小,可集成到電機外殼中,從而實現具有最低 EMI、最高功率密度和最輕的電機驅動逆變器,以低成本為電動自行車、無人機和機器人提供卓越的電機驅動性能。

宜普電源轉換公司(EPC)宣布推出 EPC9167,這是一款採用 EPC2065 eGaN® FET 的三相BLDC電機驅動逆變器。EPC9167在 14 V 和 60 V(標稱 48 V)之間的輸入電壓下工作,並備有兩種配置 -- 標準和大電流版本:

  • EPC9167標準參考設計是一款三相BLDC電機驅動逆變器,採用 EPC2065 eGaN FET,RDS(on)最大值 為6 mΩ,最大器件電壓為 80 V。 此標準配置在每個開關位置使用單個 FET,最大輸出電流可高達 20 ARMS
  • 採用大電流配置的EPC9167HC 參考設計則在每個開關位置使用兩個並聯 FET,可提供高達42 Apk (30 ARMS) 的最大輸出電流。

EPC9167的兩個版本都包含所有必要的關鍵功能電路,以支持整個電機驅動逆變器,包括柵極驅動器、用於輔助管理電源的穩壓輔助電源軌、電壓、溫度檢測、精確電流檢測和保護功能。該板還採用 ST Microelectronics公司、基於氮化鎵半橋器件的智能電機驅動器(STDRIVEG600)。

EPC9167參考設計的尺寸僅為 130 mm x 100 mm(包括連接器)。該板也可以配置支持多相 DC-DC 轉換和同時支持相位與引腳分流電流檢測。

這些參考設計展示了基於氮化鎵器件的電機驅動器的主要優勢,包括更低的失真以降低噪聲、更低的電流紋波以減少磁損耗、更低的轉矩紋波以提高精度,以及更低的濾波以降低成本。 由於EPC9167 的重量更輕且尺寸更小,因此可將驅動器集成到電機外殼中,以及支持具有低電感和更高功率密度的電機。

EPC提供全套演示套件,其中包括接口板,把逆變器電路板連接到控制器電路板的開發工具,從而快速實現原型設計以縮短設計周期。基於氮化鎵器件的電機驅動套件預設為 100kHz 開關頻率和 14ns 死區時間。雖然該套件為針對不同的頻率和死區時間進行編程,但在大約100 kHz的高頻下工作,可不用電解電容器、使用較低的電容並減少電機功耗。而以大約 14ns 非常短促的死區時間工作,每安培可實現更高的扭矩。與通常在20kHz和500ns死區時間工作的矽MOSFET解決方案相比,基於氮化鎵器件的解決方案的整體優勢可提高逆變器和電機系統的效率達7%以上。

宜普電源轉換公司首席執行官 Alex Lidow說“基於氮化鎵器件的逆變器提高了電機效率並同時降低成本,而且與採用昂貴電機、基於矽 MOSFET 的逆變器相比,性能相同。氮化鎵器件讓電機系統更小、更輕、噪音更小、扭矩更大、範圍更廣和精度更高。”