符合IEC和IEC的紧凑可靠高压（HV）永磁（PM）或无刷直流（BLDC）电机驱动器对于各种家电应用是必需的，包括冰箱压缩机、洗碗机和洗衣机中的泵、高效空调中的冷凝器风扇、抽油烟机和吊扇。设计师们一直面临着开发紧凑、高效、可靠且符合国际安全标准的驱动器的压力。

显然，需要一种简单易用符合IEC和IEC认证的无刷直流电机解决方案，它不仅能帮助电机控制系统的设计，还能提供故障诊断和保护。

加速软件认证和硬件开发

设计师可以使用功率集成的集成半桥BridgeSwitch系列，简化高压逆变器驱动的单相、两相或三相永磁或无刷直流电机系统的开发和生产，最高可达W（图1）。BridgeSwitchIC提供了复杂的故障管理和报告功能，这些信息是消费类设备提高效率和降低声音噪音所需的。BridgeSwitch支持多种电机控制方案，包括梯形或正弦换向。

图1：BridgeSwitch系统框图

两个高压N通道V功率场效应晶体管具有超软和超快速二极管，非常适合硬开关逆变器驱动器。低压侧和高压侧控制和驱动器均为自供电，无需外部辅助电源。可靠运行由两个FREDFET的故障安全、可调、逐周期电流限制以及自适应死区时间控制和防止同时导通的保护提供支持。低剖面、小外形、表面贴装封装提供了更长的爬电距离，并允许通过印刷电路板冷却两个功率场效应晶体管（图2）。

图2:InSOP-24C封装的BridgeSwitch。此底视图显示了高侧和低侧Fredfet的冷却垫以及延长的爬电距离。

系统监控（SM）引脚为设计师提供了无与伦比的灵活性，可以轻松跟踪各种系统级参数。BridgeSwitch是自配置的：如果一个电阻器在通电时连接到高压母线（图1，HB1），它将自己配置为一个高压母线检测输入，具有四个欠压阈值（%、85%、70%和50%）和一个过压阈值。如果一个电阻（如NTC）在通电时连接到系统地，则它将自身配置为外部温度感应输入（图1，HB2）。它也可以配置为其它传感器输入，如振动监测器（图1，HB3）。BridgeSwitch提供独特的瞬时相位电流输出信号（在专用引脚IPH上），简化了无传感器控制方案的设计。单线、漏极开路、双向故障总线将所有检测到的故障或状态变化信息从每个BridgeSwitch芯片传输到MCU。

故障总线通信

通电时，每个BridgeSwitchIC根据ID引脚连接为自己分配一个唯一的设备ID：HB1的ID引脚连接到BPL，HB2的ID引脚浮动，HB3的ID引脚连接到SG（图3）。该ID方案使MCU能够识别任何故障的物理位置。设备ID时间段（tID）用于总线仲裁：HB1的tID为40μs，HB2的tID为60μs，HB3的tID为80μs。系统MCU的默认tID为μs，确保其始终获得任何总线仲裁。

图3：使用单线状态通信总线和设备ID编程的BridgeSwitch故障报告

故障总线上的通信是对以下三种情况之一的响应：

成功上电后，任务信号相应备便

由BridgeSwitchIC启动的故障状态寄存器更新

MCU与一个或多个BridgeSwitchIC的通信，包括查询当前状态报告或重置状态寄存器的命令

BridgeSwitch使用后奇偶校验位的7位字来报告状态更新。7位字由五个状态变化分组的块组成。这样可以同时向系统MCU报告多个故障状况。分组条件还允许在清除给定故障条件时快速报告。

用于单相无刷直流电机快速设计的电机专家软件

电机专家软件（MotorExpert）简化了单相无刷直流电机驱动器的设计过程。它支持有传感器和无传感器操作，为开发人员提供额外的系统成本优化选项，并与许多常见的嵌入式MCU兼容。它提供了用于恒速和恒转矩运行的现成应用示例，所有这些都是符合IEC等级A认证的。MotorExpert简化了设计过程，缩短了上市时间。该界面具有一个GUI和一个四通道虚拟示波器（图4）。

图4:MotorExpert包括一个GUI，带有控制、配置、相位和无传感器控制选项卡（左），以及一个四通道虚拟示波器（右）。

电机专家软件（MotorExpert）包括精确的速度和电流控制回路功能。基于API的软件架构的模块化和灵活性加快了新用例和附加功能的开发。它可以将软件移植到各种MCU，或将新的用例和功能与系统CPU中的其它代码相结合。该软件满足静态（MISRA）和动态性能分析，包括延迟、执行时间和抖动。它可在内存资源有限的MCU上工作，因为它只需要14kB的代码内存和5kB的SRAM。

MotorExpertGUI还支持电机调速，无需重新编译代码即可实时更新新的控制回路系数。GUI上还显示数据，包括当前、速度、状态、当前错误和速度错误。诊断字段提供对逆变器和电机运行的深入了解。

总结

BridgeSwitch电机驱动器IC满足了设计师快速开发经IEC和IEC认证的紧凑高效PM和BLDC电机驱动器的需求。内部故障保护包括Fredfet和两级热过载保护的逐周期限流。广泛的系统级监控包括四级高压母线欠压和一级过压，以及系统温度和振动等参数的跟踪。BridgeSwitch支持同时向系统MCU报告多个故障状况，ID方案使MCU能够识别任何故障状况的物理位置。当设计师需要IEC-A级、单相无刷直流电机驱动软件时，他们可以求助于BridgeSwitch电机专家开发环境，以进一步加快设计和认证过程。