【IC】 EPC提供100V GaN FET助力实现更小的电机驱动器，用于电动自行车、机器人和无人机

时间： 2023-11-07 来源：EPC

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基于氮化镓器件的EPC9194逆变器参考设计显着提高了电机驱动系统的效率、扭矩而同时使得单位重量功率（比功率）增加了一倍以上。该逆变器非常微型，可集成到电机外壳中，从而实现最低的电磁干扰、最高的密度和最輕的重量。

宜普电源转换公司宣布推出三相BLDC电机驱动逆变器参考设计（EPC9194）。它的工作输入电源电压范围为14V~60V，可提供高达60A_pk（40A_RMS）的输出电流。此电压范围和功率使该解决方案非常适合用于各种三相BLDC电机驱动器，包括电动自行车、电动滑板车、无人机、机器人和直流伺服电机。

EPC9194演示板采用3mm x 5mm QFN封装的6个100V eGaN FET（EPC2302）。该板的尺寸仅为130 mm x 100mm（包括连接器）。 EPC2302 eGaN FET具有极小的R_DS(on)（仅为1.8mOhm）和非常小的Q_G、Q_GD和Q_OSS参数，从而降低传导和开关损耗。该封装采用耐热增强型QFN封装，顶部裸露以高效地散热至散热器，而可湿性侧面则易于检查。

与具有相同R_DS(on)、工作在16kHz PWM频率下、基于Si MOSFET的解决方案相比，这个采用6个EPC2302的参考设计在20 A_RMS和100kHz PWM频率下的估计总功耗減少了一半。100kHz PWM频率可实现准纯正弦电流、减少电机中的振动和失真，从而使得电机系统效率提高约7%。此外，100kHz PWM频率可以减少输入滤波器和消除/减少电解电容器。

EPC9194集成了所有支持整个电机驱动逆变器所需的关键电路功能，包括栅极驱动器、用于辅助管理电源的稳压辅助电源轨、电压和温度感应、精确的电流感应和保护功能。

在48V输入电压和100kHz PWM频率下，该电路板在不带散热器、温升60℃时,可处理稳态条件下的20A_RMS电流。在带散热器时，则可处理稳态条件下的30A_RMS电流。

EPC9194与不同制造商的各种控制器兼容，可实现快速开发和缩短设计周期。EPC提供控制接口板（EPC9147X），以便使用常见的BLDC电机来操作该逆变器参考设计。EPC9194KIT包含EPC9194评估板和控制器电路板，让该板可以轻松连接至微控制器设计套件：

●EPC9147A 控制器电路板，用于连接至Microchip的热门微控制器

●EPC9147C 控制器电路板，用于连接至ST的热门微控制器

●EPC9147B 控制器电路板，用于连接至TI的热门微控制器

●EPC9147E 控制器电路板，用于连接至各种通用的微控制器

宜普电源转换公司首席执行官Alex Lidow说：“设计人员可以采用我们的GaN FET制造出更轻、更高效、以电池供电的电机驱动器，适用于电动出行和机器人应用。氮化镓器件使电机系统可以更小、更轻、更安静、更强大、更精确而同时改善EMI、减少使用EMI滤波和电容器，以及不需要使用电解电容器和输入滤波电感器。”

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陈先生123 Lv4. 资深工程师 2024-03-01

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