EPC新推100 V GaN FET助力實現(xiàn)更小的電機(jī)驅(qū)動器,用于電動自行車、機(jī)器人和無人機(jī)

基于氮化鎵器件的EPC9194逆變器參考設(shè)計顯著提高了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的效率、扭矩而同時使得單位重量功率（比功率）增加了一倍以上。該逆變器非常微型，可集成到電機(jī)外殼中，從而實現(xiàn)最低的電磁干擾、最高的密度和最輕的重量。

宜普電源轉(zhuǎn)換公司宣布推出三相BLDC電機(jī)驅(qū)動逆變器參考設(shè)計(EPC9194)。它的工作輸入電源電壓范圍為 14V ~60V，可提供高達(dá)60 A_pk(40 A_RMS)的輸出電流。此電壓范圍和功率使該解決方案非常適合用于各種三相BLDC電機(jī)驅(qū)動器，包括電動自行車、電動滑板車、無人機(jī)、機(jī)器人和直流伺服電機(jī)。

EPC9194演示板采用 3mm x 5mm QFN 封裝的6個100 V eGaN FET（EPC2302）。該板的尺寸僅為130 mm x 100 mm（包括連接器）。 EPC2302 eGaN FET具有極小的R_DS(on)（僅為1.8 mOhm）和非常小的Q_G、Q_GD 和 Q_OSS參數(shù)，從而降低傳導(dǎo)和開關(guān)損耗。該封裝采用耐熱增強(qiáng)型QFN封裝，頂部裸露以高效地散熱至散熱器，而可濕性側(cè)面則易于檢查。

與具有相同 R_DS(on)、工作在16 kHz PWM 頻率下、基于Si MOSFET的解決方案相比，這個采用6個EPC2302的參考設(shè)計在20 A_RMS和100 kHz PWM 頻率下的估計總功耗減少了一半。100 kHz PWM 頻率可實現(xiàn)準(zhǔn)純正弦電流、減少電機(jī)中的振動和失真，從而使得電機(jī)系統(tǒng)效率提高約7%。 此外，100 kHz PWM頻率可以減少輸入濾波器和消除/減少電解電容器。

EPC9194集成了所有支持整個電機(jī)驅(qū)動逆變器所需的關(guān)鍵電路功能，包括柵極驅(qū)動器、用于輔助管理電源的穩(wěn)壓輔助電源軌、電壓和溫度感應(yīng)、精確的電流感應(yīng)和保護(hù)功能。

在48 V 輸入電壓和100 kHz PWM 頻率下，該電路板在不帶散熱器、溫升60°C時,可處理穩(wěn)態(tài)條件下的20 A_RMS電流。在帶散熱器時，則可處理穩(wěn)態(tài)條件下的30 A_RMS電流。

EPC9194與不同制造商的各種控制器兼容，可實現(xiàn)快速開發(fā)和縮短設(shè)計周期。EPC提供控制接口板 (EPC9147X)，以便使用常見的BLDC電機(jī)來操作該逆變器參考設(shè)計。EPC9194KIT包含EPC9194評估板和控制器電路板，讓該板可以輕松連接至微控制器設(shè)計套件：

· EPC9147A 控制器電路板，用于連接至Microchip的熱門微控制器

· EPC9147C 控制器電路板，用于連接至ST的熱門微控制器

· EPC9147B 控制器電路板，用于連接至TI的熱門微控制器

· EPC9147E 控制器電路板，用于連接至各種通用的微控制器

宜普電源轉(zhuǎn)換公司首席執(zhí)行官Alex Lidow說：“設(shè)計人員可以采用我們的GaN FET制造出更輕、更高效、以電池供電的電機(jī)驅(qū)動器，適用于電動出行和機(jī)器人應(yīng)用。氮化鎵器件使電機(jī)系統(tǒng)可以更小、更輕、更安靜、更強(qiáng)大、更精確而同時改善EMI、減少使用EMI濾波和電容器，以及不需要使用電解電容器和輸入濾波電感器。”

價格和供貨情況

EPC9194參考設(shè)計板的單價為909美元，可立即從Digi-Key發(fā)貨。 

有興趣使用氮化鎵器件來替代硅MOSFET的設(shè)計人員可以使用EPC GaN Power Bench的交叉參考工具，根據(jù)您所需的工作條件，就可找到建議的氮化鎵替代方案。