用于智能家电的高压电机驱动IC

符合 IEC 60335 和 60730 的紧凑且可靠的高压 （HV） 永磁 （PM） 或无刷直流 （BLDC） 电机驱动器是各种电器应用所必需的，包括冰箱压缩机、洗碗机和洗衣机中的泵、冷凝器风扇在高效空调，抽油烟机和吊扇。设计人员一直承受着开发紧凑、高效且可靠的驱动器的压力，这些驱动器已通过国际安全标准认证。

显然，需要一种易于使用、通过 IEC 60335 和 IEC 60730 认证的 BLDC 电机解决方案，它不仅可以帮助设计电机控制系统，还可以提供故障诊断和保护。

加速软件认证和硬件开发

设计人员可以使用 Power Integrations 的 BridgeSwitch 系列集成半桥来简化高达 400 W 的 HV 逆变器驱动的单相、两相或三相 PM 或 BLDC 电机系统的各个方面的开发和生产（图 1）。BridgeSwitch IC 提供复杂的故障管理和报告功能——消费电器提高效率和减少可闻噪声所需的信息。BridgeSwitch 支持多种电机控制方案，包括梯形或正弦换向。

图 1：BridgeSwitch 系统框图

两个高压 N 沟道 600V 功率 FREDFET 具有超软和超快速二极管，非常适合硬开关逆变器驱动。低侧和高侧控制和驱动器是自供电的，无需外部辅助电源。两个 FREDFET 的故障安全、可调节、逐周期电流限制以及自适应死区时间控制和同时导通保护支持可靠运行。薄型、小外形、表面贴装封装提供更长的爬电距离，并允许通过印刷电路板冷却两个功率 FREDFET（图 2）。

图 2：采用 InSOP-24C 封装的 BridgeSwitch。此底视图显示了高侧和低侧 FREDFET 的冷却垫以及扩展的爬电距离。

系统监视器 （SM） 引脚为设计人员提供了无与伦比的灵活性，可以轻松跟踪各种系统级参数。而且 BridgeSwitch 是自配置的：如果在上电时将电阻器连接到 HV 总线（图 1，HB1），它会将自身配置为具有四个欠压阈值（100%、85%、70%）的 HV 总线检测输入和 50%）和一个过压阈值。如果一个电阻（例如 NTC）在上电时连接到系统接地，它会将自身配置为外部温度检测输入（图 1，HB2）。它还可以配置为其他传感器输入，例如振动监测器（图 1， HB3）。BridgeSwitch 提供独特的瞬时相电流输出信号（在专用引脚 IPH 上），简化了无传感器控制方案的设计。单线、开漏、双向 FAULT 总线将所有检测到的故障或状态变化信息从每个 BridgeSwitch IC 传输到 MCU。

故障总线通信

上电时，每个 BridgeSwitch IC 都会根据 ID 引脚连接为自己分配一个唯一的器件 ID：HB1 的 ID 引脚连接到 BPL，HB2 的 ID 引脚悬空，HB3 的 ID 引脚连接到 SG（图 3）。此 ID 方案使 MCU 能够识别任何故障条件的物理位置。设备 ID 时间段 （t ID ） 用于总线仲裁：HB1 的ID为 40 µs，HB2 的ID为 60 µs，HB3 的ID为 80 µs。系统 MCU 被分配了一个 160 µs 的默认 t ID，以确保它始终赢得任何总线仲裁。

图 3：使用带有设备 ID 编程的单线状态通信总线的 BridgeSwitch 故障报告

FAULT 总线上的通信是对以下三种情况之一的响应：

成功通电后准备任务信号

由 BridgeSwitch IC 之一启动的 FAULT 状态寄存器更新

MCU 与一个或多个 BridgeSwitch IC 通信，包括查询当前状态报告或重置状态寄存器的命令

BridgeSwitch 使用一个 7 位字后跟一个奇偶校验位来报告状态更新。7 位字由五个块组成，状态变化组合在一起。这可以同时向系统 MCU 报告多个故障条件。当给定的故障条件已被清除时，分组条件还允许快速报告。

审核编辑：郭婷