Projekt referencyjny 3-fazowego falownika z tranzystorami GaN FET do silników BLDC
Firma EPC opracowała projekt referencyjny 3-fazowego falownika, opartego na tranzystorach GaN, przeznaczonego do współpracy z silnikami BLDC w skuterach elektrycznych, dronach i robotach. Pozwala on zwiększyć sprawność i moment obrotowy, jednocześnie ponad dwukrotnie poprawiając współczynnik mocy do masy. Dzięki małym gabarytom, może być łatwo zintegrowany w obudowie silnika, co pozwala ograniczyć poziom emitowanych zaburzeń elektromagnetycznych.
Płytka demonstracyjna EPC9194 pracuje z napięciem wejściowym od 14 do 60 V i dostarcza do obciążenia maksymalny prąd szczytowy 60 A (40 A rms). Zawiera 6 tranzystorów eGaN FET EPC2302 o napięciu przebicia 100 V, zamykanych w obudowach QFN o powierzchni 5 x 3 mm z wyprowadzonym radiatorem i terminalami wettable flank, ułatwiającymi inspekcję optyczną. Wymiary płytki wraz ze złączami wynoszą 130 x 100 mm.
Tranzystory EPC2302 wyróżniają się bardzo małą rezystancją RDS(on), wynoszącą zaledwie 1,8 mΩ oraz bardzo małymi ładunkami wewnętrznymi QG, QGD i QOSS, co redukuje do minimum straty na przewodzenie i przełączanie. Ich całkowite straty mocy przy prądzie wyjściowym 20 A rms i częstotliwości PWM równej 100 kHz są o połowę mniejsze niż w przypadku krzemowych tranzystorów MOSFET o tej samej rezystancji RDS(on), pracujących z częstotliwością PWM równą 16 kHz. Częstotliwość PWM, równa 100 kHz, umożliwia generowanie quasi-sinusoidalnego sygnału prądowego, co pozwala zredukować wibracje silnika oraz umożliwia współpracę z mniejszymi kondensatorami elektrolitycznymi.
Przy napięciu wejściowym 48 V i częstotliwości 100 kHz, płytka może dostarczyć do obciążenia maksymalny prąd ciągły 20 A rms, bez stosowania radiatora (dla ∆T=60°C). Po dołączeniu radiatora, maksymalny prąd wyjściowy wzrasta do 30 A rms.
Płytka EPC9194 jest kompatybilna ze sterownikami różnych producentów, co pozwala na skrócenie czasu projektowania. Firma EPC oferuje karty interfejsowe EPC9147X do współpracy z różnymi typami silników BLDC. Cena EPC9194 wynosi 909 USD.
