BridgeSwitch von Power Integrations Halbbrücke ohne Kühlkörper

Der Halbbrücken-Motor-Treiber BridgeSwitch von Power Integrations macht Kühlkörper überflüssig, beschleunigt die Zertifizierung von Software und spart Kosten
Der Halbbrücken-Motor-Treiber BridgeSwitch von Power Integrations macht Kühlkörper überflüssig, beschleunigt die Zertifizierung von Software und spart Kosten

Mit BridgeSwitch hat Power Integrations eine Familie von Motortreiber-ICs mit integrierter Halbbrücke vorgestellt. Sie eignen sich für Anwendungen mit bürstenlosen Gleichstrommotoren bis 300 W. Weil der Wirkungsgrad bis zu 98,5 Prozent beträgt, ist kein Kühlkörper nötig.

Die selbstspeisenden BridgeSwitch-ICs, die Power Integrations nun vorgestellt hat, enthalten jeweils High- und Low-seitige 600-V-FREDFETs (Fast Recovery Diode Field Effect Transistors) in Halbbrücken-Konfiguration und eine entsprechende Treiber- und Schutzbeschaltung für die Leistungstransistoren. Ihr InSOP-24C-Gehäuse eignet sich für die Oberflächenmontage (SMT), die verfügen über Kriechstrecken von über 3,2 mm und über zwei freiliegende Pads lässt sich die Verlustwärme über die Leiterplatte abführen. Die 600-V-FREDFETs enthal­ten schnelle Body-Dioden mit softem Rückwärtserholverhalten (Reverse Recovery). Dies reduziert die Schaltverluste und die Störabstrahlung, wodurch sich das EMV-Verhalten des Gesamtsystems verbessert.

Durch die integrierte, verlustfreie Strommessfunktion, Busspannungsüberwachung und Temperaturüberwachung auf Systemebene eignen sich die neuen ICs zur Ansteuerung von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC) in Haushaltgeräten, beispielsweise Kühlschrank-Kompressoren, Ventilatoren in Klimaanlagen sowie Pumpen und Lüfter im Wohnbereich und in der Leichtindustrie. Die ICs sind mit allen gängigen Steuerungsalgorithmen kompatibel – feldorientierte Steuerung (FOC), sinus- und trapezförmige Modi mit sensorbasierter oder sensorloser Erkennung.

Außerdem bieten die Motor-Treiber-ICs interne Schutz- und Systemüberwachungsfunktionen sowie eine Eindraht-Status-Update-Schnittstelle für die Kommunikation zwischen dem Motor-Mikrocontroller und bis zu drei BridgeSwitch-ICs. Es gibt die Möglichkeit, individuelle Grenzwerte für die High- und Low-seitigen Ströme vorzugeben. Dadurch können externe Schaltungen zum Schutz vor Unterbrechung oder Kurzschluss der Motorwicklung (oder entsprechende Vorkehrungen im Mikrocontroller-Programm) entfallen. Die Stromüberwachung ermöglicht einen hardwarebasierten Motorfehlerschutz und erleichtert es, die Anforderungen der Normen IEC 60335-1 und IEC 60730-1 einzuhalten.

Die BridgeSwitch-ICs unter­stützen PWM-Frequenzen bis 20 kHz, und sie besitzen einen Kleinsignalausgang, der eine Span­nung liefert, die den FREDFET-Drain-Strom und somit den positiven Motorwicklungsstrom in Echtzeit widerspiegelt. An Sicherheitsfunktionen bieten die ICs eine zweistufige IC-Übertemperaturerkennung, eine in jedem Zyklus wirksame, High- und Low-seitige Strombegrenzung sowie DC-Bus-Über- und -Unterspannungserkennung mit Meldung an den Mikrocontroller.

Muster der BridgeSwitch-ICs sind sofort verfüg­bar. Der 10.000-er Stück­preis beträgt 1,69 US-Dollar. Auch sind Referenzdesigns für einen dreiphasigen 300-W-Umrichter mit BridgeSwitch (DER-654), einen dreiphasigen 300-W-Umrichter mit BridgeSwitch und LinkSwitch-TN2 (DER-653) sowie einen dreiphasigen 40-W-Umrichter mit BridgeSwitch und LinkSwitch-TN2 (DER-749).