作者：Maurizio Di Paolo Emilio

在PCIM期間，Power Integrations展示了一個嵌入式“ C”代碼應用程序，庫和控制GUI，使設計人員可以使用該公司的BridgeSwitch無刷直流（BLDC）電動機驅動器IC來精確地控制和調整單相電動機。Power Integrations高級市場經理Cristian Ionescu-Catrina在接受《 Power Electronics News》采訪時，重點介紹了針對每種電機驅動器的新型生態設計如何進入消費領域。Ionescu-Catrina說：“新法規增加了效率挑戰：要求洗碗機提高30％的效率，歐盟的目標是到2035年節省20B美元的能源。”這使我們能夠通過新的解決方案簡化故障診斷和設計，以較低的聽覺噪聲和精確的控制滿足市場需求，并由BLDC電機作為單相應用中成本優化的解決方案提供支持。

BridgeSwitchBLDC電機驅動IC具有集成的靈活半橋，可滿足新興市場的需求，該驅動器無需散熱器即可驅動高達400 W的功率。BridgeSwitch通過硬線保護和監視整個逆變器來驅動單相或三相電動機。Ionescu-Catrina指出，電機控制應用程序的設計需要復雜的解決方案，并且簡化所有硬件設計人員的硬件和軟件過程。當前，軟件示例適用于特定的電機，并且沒有內置的自定義機制。此外，傳統的逆變器解決方案缺乏診斷功能，只能依靠軟件通過IEC-60730的B級安全認證，比硬件解決方案的認證時間要長兩到三個月。

“客戶需要帶有軟件示例和設計工具的整體解決方案，” Ionescu-Catrina說。“電動機控制應用需要定制，并具有最佳的工作范圍；比例積分回路需要配置；PWM頻率和熱規格各不相同；需要快速，平穩的啟動。

“例如，在圖1中，在x軸上有氣流；在x軸上有氣流。在y軸上，您具有氣壓，并且每種風扇都有一個最佳的工作區。”他詳細說。“因此，要使風扇進入該工作模式，必須進行自定義和調整。因此必須對電動機進行優化。必須調整它們以使其在最佳工作區域中工作，這需要設計人員付出巨大的努力。設計人員還必須考慮其他用例，例如與比例積分控制常數有關的速度控制。并且這還需要諸如Kp參數之類的配置。此外，許多設計人員還希望從存儲器和帶寬的角度優化MCU，以最大程度地減少PCB的空間和發熱。Power集成今年在PCIM上展示的新軟件可以實現所有這一切。”

圖1：電機控制應用需要定制。（來源：Power Integrations）

無刷直流電動機

BLDC電動機比有刷電動機具有更高的效率和可靠性。它們正越來越多地用于家用電器和消費電子產品。隨著這些應用的效率標準不斷提高，還需要更好的電源轉換技術，以最大程度地降低總功耗并簡化設計。驅動程序是BLDC控制的基本元素。它是一種功率放大器，可產生電壓輸出來驅動H橋電路的高電流高側和低側IGBT柵極。

為了滿足將來的需求，Power Integrations在PCIM上展示了一種新的GUI，用于采用BridgeSwitch系列的單相電動機系統設計，適用于功率高達400 W的BLDC電動機。該高壓半橋電動機的效率為99.2％，無需散熱器，并減少軟件認證時間和費用。Power Integrations的BridgeSwitch驅動器系列具有集成了無損電流檢測功能的高級快速恢復外延二極管場效應晶體管（FREDFET）。

通過該接口，現在可以控制電動機的啟動和停止以及保護參數，從而可以在沒有任何外部儀器的情況下監視電動機的狀態。圖2顯示了界面允許您編程的可能狀態列表及其布局。BridgeSwitch Motor-Expert軟件降低了BLDC驅動器的成本和復雜性。

圖2：新GUI的功能和布局（來源：Power Integrations）

圖3：系統架構示例—傳感器控制（來源：Power Integrations）

Ionescu-Catrina說：“該界面使您可以實時地在幾種配置中進行所有更改。”“每次進行更改時，配置都會在微控制器及其軟件中進行更新。無需重新編譯，一切都可以實時進行。”

該界面還使用戶能夠可視化系統操作，顯示數據狀態，包括電流，速度，狀態，當前錯誤和速度錯誤。軟件界面中的診斷字段可幫助您了解變頻器和電動機的運行情況。

新軟件隨附了用于恒速和恒轉矩運行的即用型應用示例，所有這些示例均符合IEC6730 A級標準。該GUI可以與示例和文檔一起下載。當然，控制系統仍然需要MCU（圖3）。

該軟件符合靜態（MISRA）和動態性能分析，涵蓋延遲，抖動和執行時間。它只需要14 kB的代碼存儲器和5 kB的SRAM，適合具有較小存儲能力的微控制器。

編輯：hfy