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PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

《名企发布会动态》
2021-05-10 10:25 来源:电源网原创 编辑:邢

因新冠疫情带来的不确定因素,2021年纽伦堡电力电子系统及元器件展在5月3日至5月7日于线上举办。本届PCIM Europe上,Power Integrations携三款应用面向电机、火车与汽车的新品惊艳亮相。

用于单相无刷直流电机驱动设计的BridgSwitch软件

新能效法规的颁布给行业带来了新的挑战,也使得更高能效的BLDC电机的使用越来越广泛,比如欧盟要求至2035年节能目标达200亿美元,洗碗机的能效要求达到30%以上的效率提升等。所以拥有低故障返修率,低音频噪声和更精确控制的无刷直流电机更易受到欢迎,无刷直流市场迅速成长。

现如今,电机及驱动电路变得越加高效和智能。

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

但是目前市场上应用于单相电机应用的设计工具比较少见,并且传统的逆变器方案缺乏故障诊断功能,依赖于软件方式实现。根据IEC-60730,如果软件代码改变了就需要重新通过满足安全的Class B认证,认证时间很长,一般需要2-3个月的时间。

为了解决目前市场缺乏调试电机的软件的问题,PI此次带来适合单相电机驱动设计、具有图形用户界面(GUI)的BridgeSwtich软件,它可以针对BridgeSwtich产品调试单相电机的输出特性,同时不再需要依靠霍尔传感器来检测转子的位置,简化了系统设计,节约了成本。值得一提的是,BridgSwitch的保护功能是通过硬件方式实现的。软件不负责安全问题,在某些应用中只要做认证时间很短的A级认证就可以,而且软件升级也不需要重新进行安全认证,因为故障情况下的安全保证是靠硬件方式来实现的。PI的单相电机示例软件大大减少了系统成本,加快上市速度。

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

总结:PI的单相电机示例软件降低了新品的上市时间,降低门槛,让人人皆可成为更好的工程师。

1.用于单相电机应用的设计和调试

软件满足动态和静态性能分析

符合MISRA(电机工业软件安全协会)的标准要求,满足控制环路的实时需要:执行时间、抖动、时延等

2.GUI具有高级诊断功能,可传达多达九种不同的电机常见故障信息

3.现款软件满足Class A认证,可以用更小的PCB板,电机电流经由BridgeSwtich实时检测

应用于铁路线的即插即用门级驱动器SCALE-2 1SP0630

目前铁路应用高速增长,但需要满足三个必要的需求。其一,铁路工作条件严酷,同时兼具冷、热、湿度环境等的特点,需要耐用性和可靠性;其二,要易于使用,拥有高度集成及完善的保护特性;其三,预期寿命达20至30年,维护简单快速非常重要。

PI研发出应用于铁路线的即插即用门级驱动器SCALE-2 1SP0630,顺应铁路应用高速增长的趋势,为高速增长的铁路工业量身定制的解决方案。SCALE-2 1SP0630具有耐用性、可靠性高的特点,特别设计用于满足铁路工业的需要:PCB板表面的保护涂层用于防止性能受污染物、灰尘和潮湿的影响;优良的机械强度防止板面弯折及器件损伤情况发生;坚固的连接器确保连接安全可靠。SCALE-2 1SP0630属于即插即用驱动器产品系列,驱动器结构尺寸及电气性能适于最新的尺寸为130 x 140mm的功率模块;完善的保护特性;良好的可扩展性,易于实现多达三个功率模块的并联。SCALE-2 1SP0630还有长寿命及可维护性的特点,全面检测测试以保证超长工作寿命。满足最新铁路标准;耐久的接插件确保维护的简单易行;可按需增加额外的老化工序。

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

用于汽车应用的反激式开关芯片InnoSwitch3-AQ 900V

目前,多数电动汽车使用400V母线电压,也是消费类交通工具的工业标准。但业界同样也采用800V的母线电压用于商用或高性能交通工具当中 ,不仅可以实现更快的充电速度,也能减低电缆中的电流,达到更少发热 (I2R的损耗降低4倍) 、重量更轻(电缆线束更少)。将来的趋势是900V甚至高于1kV的母线电压,这就要求应急电源方案具有可扩展性,满足不断增长的母线电压需要。

ISO26262提出逆变器中需要增加应急电源,并且需要工作于30V至925V的输入电压范围,从而保证即使在低压系统供电发生故障后,也可以直接从高压母线提供低压供电,从而保证由低压供电的逆变器驱动等电路能够继续可靠工作。

电动汽车的母线电压越来越高,提供大公共汽车更短的充电时间。InnoSwitch3-AQ是一款专门给汽车应急电源使用的反激式开关芯片。现有的应急电源方案有初级检测稳压(PSR)——PSR控制器 + 高压 MOSFET。缺点是输出稳压精度差,不支持多路输出,使用二极管做输出整流,效率低,元件数目多,且空载功耗大。

PI使用InnoSwitch3-AQ 组成次级侧反馈的反激电路方案。芯片内部集成高压MOSFET(750V INN3977CQ及900V INN3996CQ)和FluxLink反馈技术,支持外加的StackFET,满足800V及以上母线电压的设计应用。FluxLink去除了光耦,即使在负载处于瞬态变化期间也可以确保精确的稳压精度。数字通讯方式使得带宽极宽,无需光耦或脉冲变压器。相比传统初级检测稳压方式,具有优秀的电压精度及稳压范围(<±2%),支持多路输出,同步整流,外围元件数目低,待机功耗低等的优势。

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

汽车级认证的反激控制器加上集成的900V MOSFET (INN3996CQ) + StackFET的架构可实现高效的应急电源设计,具有无光耦方案、精确的输出电压稳压精度(+1/-3%)、快速的动态响应特性三个优势。ISO 26262功能安全要求需要牵引逆变器具有应急或者备用供电电源(在12V电池发生故障时,防止出现动力逆变器门级无法被驱动的情况出现;在母线电压为SELV安全低压情况下,允许对逆变器系统进行维护保养)。InnoSwitch3-AQ同时支持应急电源超宽输入电压范围(DER-889Q:使用INN3996CQ实现的30-1200VDC输入范围设计)。

PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

通过扩展900V MOSFET IN3996CQ,InnoSwitch3-AQ的方案适合于母线电压增加的EPS使用需要。目前900V INN3996CQ已经发布量产。

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