機(jī)器人系統(tǒng)隨工業(yè)4.0的發(fā)展不斷完善，其電源、傳感和控制標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，機(jī)器人的廣泛應(yīng)用要求它體積更小，靈活性更高，能效更高。但由于Si器件的性能受限，電機(jī)驅(qū)動器存在損耗高、 發(fā)熱大、體積大等問題，已成為限制中高端電機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。因此，高效、高功率密度的電機(jī)驅(qū)動器已成為迫切需求。

英諾賽科采用新一代合封氮化鎵- ISG3202，開發(fā)出高效率500W 48V電機(jī)驅(qū)動方案，適用于機(jī)器人、無人機(jī)、電動車等產(chǎn)品應(yīng)用。

方案優(yōu)勢

英諾賽科500W 電機(jī)驅(qū)動方案具備體積小、效率高的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)最高100kHz（最高400kHz）的開關(guān)頻率，大幅度提升電機(jī)驅(qū)動的系統(tǒng)效率。

主要參數(shù)

尺寸

95mm×70mm×45mm

開關(guān)頻率

0-100kHz

峰值效率

Calculated efficiency is 99.6% even at 100kHz

InnoGaN

ISG3202 * 3pcs

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

英諾賽科500W 電機(jī)驅(qū)動方案采用三相逆變器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)方案的整體性能。

性能測試

輸入電壓48V，輸出電流13A，死區(qū)時間100ns，自然冷卻條件下，開關(guān)頻率為20kHz時ISG3202殼溫為48.3℃，開關(guān)頻率提高到100kHz時殼溫升高到69.8℃，ISG3202能夠在有限的溫升下大幅提高開關(guān)頻率，為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)帶來巨大收益。530W滿載輸出24A條件下，開關(guān)頻率為20kHz時ISG3202殼溫為107.3℃，加入風(fēng)冷散熱后能夠?qū)崿F(xiàn)100kHz開關(guān)頻率，ISG3202封裝僅5mmx6.5mmx1.12mm，大大提升了三相半橋的功率密度，為超小型電機(jī)驅(qū)動器的實(shí)現(xiàn)提供助力。

器件特性

與 Si器件相比，GaN HEMT具備低 Qg，低Co(tr)，無反向恢復(fù)損耗 Qrr 等特性，可以實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)速度。

合封氮化鎵芯片ISG3202在保持小體積的前提下優(yōu)化了pinout，能夠簡化layout難度。設(shè)計中，ISG3201優(yōu)化了驅(qū)動回路，減小了共源電感，將GaN器件的性能優(yōu)勢發(fā)揮到最大化。

在電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用中，ISG3201的高開關(guān)頻率特性，一方面能夠減小輸入電壓電流紋波，減小輸入電容容值，進(jìn)而縮小驅(qū)動器體積；另一方面，也能減小輸出電流諧波，減小電機(jī)震動和噪聲的同時提升系統(tǒng)效率。

此外，對于高極對數(shù)以及高轉(zhuǎn)速的電機(jī)，由于其電頻率更高，氮化鎵高開關(guān)頻率的特性能夠帶來更多收益，甚至可以通過對傳統(tǒng)沉重的電機(jī)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)高效能、輕量化。對于電池供電的手持式設(shè)備，氮化鎵則能帶來更長的續(xù)航、更低的噪音。

應(yīng)用領(lǐng)域

英諾賽科開發(fā)的500W電機(jī)驅(qū)動方案不僅能為智能機(jī)器人內(nèi)部提供小體積、高效率的設(shè)計參考，也能幫助電動車、無人機(jī)等應(yīng)用進(jìn)一步減輕重量，縮小體積，使產(chǎn)品使用更便捷與高效。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，氮化鎵將在電機(jī)驅(qū)動市場中扮演越來越重要的角色。

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