在追求高效能、小体积的电机驱动应用领域,传统硅基(Si) 功率器件已逐渐触及性能天花板。全球领先的氮化镓功率半导体厂商英诺赛科 (Innoscience),推出了两款高性能低压电机驱动方案:INNDMD48V25A1 (分立方案) 和 INNDMD48V22A1 (集成方案) ,为机器人、无人机、电动工具等低压电机应用带来革命性突破。
方案简介
最新发布的两款方案均采用48V–60V输入,支持持续输出相电流峰值达25A/22A,完美适配1kW级别的电机驱动需求。
INNDMD48V25A1 (分立方案):采用 6颗INN100EA035A分立器件+3颗INS2003FQ专用驱动IC,更好地发挥了分立方案灵活性。
INNDMD48V22A1 (集成方案):采用3颗ISG3204LA半桥合封GaN(内置驱动),集成度高,布局更简洁。
• 损耗大幅降低,能效显著提升
在40kHz开关频率、20A相电流条件下:
分立方案 (INN100EA035A) 总损耗为11.6W,对标的Si方案为19W,降幅达39%;
图表1:分立方案vs Si方案损耗对比
合封方案 (ISG3204LA) 总损耗为12.3W,对标的Si方案为16.3W,降幅达24.5%。
图表2:集成方案vs Si方案损耗对比
• 高频性能优异,助力小型化设计
GaN器件开关速度快,死区时间可缩短至100ns。当开关频率从20kHz提升至40kHz:
INS2003FQ+INN100EA035A分立器件方案中的GaN系统损耗仅增加0.7W,而Si方案增加了4.1W,GaN损耗增量降低83%;频率提升带来的温升仅10℃,为系统继续提升频率、缩小电感与电容体积预留了空间。
图表3:GaN vs Si温升对比
• 温度表现卓越,系统更可靠
在相同散热条件下,GaN器件温度比Si方案低23℃以上;在18A以下相电流时,合封GaN方案可无需散热器,极大减小系统体积。
• 电流输出能力更强,功率密度更高
分立GaN方案最大输出电流有效值比Si方案提升3.5A;在相同温升条件下,可支持更高负载电流,轻松实现更高功率密度。
• 机器人关节驱动
• 无人机电调系统
• 磁悬浮传输产线
• 低压伺服一体机
• 园林工具/电动两轮车控制器
INNDMD48V25A1 (分立方案) 在优化布局上提供了参考,能够大幅降低寄生参数影响;INNDMD48V22A1 (合封方案) 则利用了合封GaN器件的驱动回路内置优势,使布局更简洁,PCB面积更小,开发周期更短。
此次英诺赛科发布的低压电机驱动方案,通过“高效率、低温升、高频率、小体积”的优势,为下一代高性能电机系统提供了强大动力内核。无论是追求极致性能的分立方案,还是倾向集成简便的合封方案,都能帮助客户轻松实现产品升级与差异化竞争。