作者@@：Nenad Belancic，Adam Gozdzicki
电机驱动@@设计方面的技术@@进步为我们开启了许多大门@@。例如@@在运动控制系统中@@，更高精度@@、效率和@@控制能力给用户体验性和@@安全性@@、资源优化以及环境友好性等方面带来了诸多好处@@。无刷电机技术@@的引入则是@@业界朝着全面提升效率迈出的重要一步@@。
从有刷到无刷的转换已经有很长时间了@@，随着更多新技术@@和@@系统组件的引入@@，还在继续向前发展@@。与@@此同时@@，电气@@188足彩外围@@app 的最新发展也使@@得更好的热管理@@、更高的功率密度和@@小型化成为可能@@，从而能以更具竞争力的成本@@执行更复杂的任务@@。
业界一流的半导体技术@@能使@@低中压等级的电机设计更加高效和@@小巧@@，并为终端用户提供更强的功能@@。工程师们可以选择不同的半导体解决方案@@，来进一步优化电机驱动@@设计@@。
终端产品的开关频率和@@热阻等技术@@参数为驱动器提出了一定的要求@@。为了创建一个能够提高@@功率密度并缩小尺寸的最优设计@@，设计师必须尽量降低损耗@@：包括传导损耗和@@开关损耗@@，并改善热管理性能@@@@。
大功率封装@@技术@@改进@@
伴随着机器人和@@电动工具中电池电压不断提高@@的趋势@@，电机驱动@@器功率也在不断提高@@@@。这就意味着在高额定电流@@、耐用性和@@延长寿命方面@@，对功率半导体的要求越来越高@@。满足这些要求的一个具有深远意义的场景是@@新的封装@@技术@@平台@@，它有三种不同的变化@@，其选用取决于具体需求@@(参见图@@@@1)。
图@@1：TOLL、TOLG和@@TOLT封装@@技术@@全面比较@@。来源@@：英飞凌@@
经过优化的@@TO无引脚@@(TOLL)可以处理高达@@300A的电流@@，在大幅减少占位面积@@的情况下@@，提高@@了@@功率密度@@。与@@D2PAK相比@@，占位面积@@减小@@了@@30%，高度降低了@@50%，因此总体上节省了@@60%的空间@@@@，使@@得设计更加紧凑@@。
带鸥翼的@@TO有引脚@@(TOLG)封装@@，提供了一个与@@@@TO无引脚@@封装@@兼容的外形尺寸@@。相对于无引脚@@式@@，鸥翼式引脚的额外优点是@@使@@得板上热循环@@(TCOB)性能@@提高@@了@@@@2倍@@。这种封装@@在绝缘铝金属基板@@(Al-IMS)上的性能@@非常出色@@。
TOLT是@@TOLx系列中采用@@TO有引脚@@顶端冷却方式的一种封装@@@@。通过顶端冷却@@，漏极暴露在封装@@表面@@，使@@95%的热量能够直接散发到散热器上@@，与@@TOLL封装@@相比@@@@，RthJA提高@@了@@20%，RthJC提高@@了@@50%。
三相栅极驱动控制器芯片@@
新的三相智能电机驱动@@芯片@@，可以用来开发出采用无刷直流@@(BLDC)或@@永磁同步@@(PMS)电机的高性能@@电机驱动@@器@@。这些设计特别适合于移动机器人@@、无人机和@@电动工具应用@@。
图@@2：栅极驱动控制器芯片可以与@@微控制器集成在同一封装@@中@@。来源@@：英飞凌@@
借助使@@用内置数字@@SPI接口的@@50多个可编程参数@@，电机驱动@@器芯片可实现高度可配置@@，可以驱动各类广泛的@@MOSFET，从而实现最佳的系统效率@@。其他优点还包括@@：
·减少外部@@188足彩外围@@app
数量@@，减小@@PCB面积@@
·更优异的效率和@@电磁干扰@@(EMI)性能@@
·在使@@用不同的逆变器@@FET方面具有最大的灵活性@@
·具有高精度的电流@@检测能力@@，同时可节省外部@@188足彩外围@@app
数量@@
·更高的动态范围@@，可进一步提高@@信号分辨率@@
·更高的可靠性和@@故障检测能力@@
·利用氮化镓提高@@了@@效率和@@功率密度@@
在某些情况下@@，重要的设计@@目标是@@将功率电子@@器件集成在靠近电机的地方或@@同一壳体内@@。这种设计的潜在好处包括提高@@功率密度和@@降低@@BoM成本@@，因为电机和@@电子@@元器件可以放在一个较小的壳体内@@，借助系统效率的提升而节省了成本@@@@。
通常情况下@@，散热和@@大电容一直是@@影响集成式电机驱动@@器@@(IMD)性能@@的不利因素@@。通过基于氮化镓@@(GaN)的设计@@，为克服开关速度和@@最大输出功率之间的艰难权衡提供了条件@@。利用面向场的控制@@(FOC)，实现了更高开关频率@@，进而带来许多系统优势@@，包括减小@@大电容容量@@、降低电机纹波电流@@、降低扭矩纹波和@@声学噪音等@@。另外@@，更高的频率还能降低电机温度@@。这种组合可以实现更高的端到端系统效率改进@@。
在无人机中@@，提升系统效率后@@，其好处不仅因损耗减少能使@@设计效率更高@@，而且体积变得更小@@，这是@@无人机变得更轻从而飞得更远的一个关键@@。
展望未来@@
更高的产品集成度可以帮助工程师更加容易地实现即买即用型解决方案@@，从而缩短产品的上市时间@@。正如电机驱动@@芯片那样@@，将高集成度与@@广泛的可编程功能结合在一起@@，可以形成竞争性优势和@@系统灵活性@@。新的封装@@和@@宽带隙技术@@还能提供额外的电机控制系统优势@@，例如@@：
新的封装@@设计可以提供更优化的热管理性能@@@@，因为功率开关的发热总是@@与@@开关损耗密不可分@@。
新的宽带隙器件为更高的开关频率驱动奠定了基础@@，在提高@@精度和@@缩小占位面积@@方面均大有裨益@@。
为了开发出最具竞争力的电机控制系统@@，设计师必须充分利用好所有最新的可用技术@@@@。
本文转载自@@： 电子@@工程专辑微信公众号@@@@