PI三款电机、火车与汽车应用新品惊艳亮相PCIM EUROPE

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。

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。

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。

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。

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）。

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。