Proposés dans une structure en demi-pont, les circuits BridgeSwitch à fort rendement permettent de faire l’impasse sur les dissipateurs thermiques dans les applications de commande de moteur DC sans balais.
Power Integrations, le spécialiste des circuits intégrés haute tension pour la conversion d’énergie, a dévoilé une gamme de circuits dédiés à la commande des moteurs DC sans balais (BLDC). Dans une configuration en demi-pont, les BridgeSwitch intègrent des transistors FREDFET (Fast Recovery Diode Field Effect Transistor) canal N de 600V, ainsi que leurs pilotes côtés haut/bas. La mesure du courant est interne et s’effectue sans pertes. Selon la société, dans une application de commande de moteur BLDC, avec un onduleur triphasé de 300W réalisé autour de trois BridgeSwitch, le rendement obtenu atteint 98,5%. Il est alors envisageable de faire l’impasse sur un dissipateur thermique avec, à la clé, des réductions tant en termes de coût que de poids. Les transistors FREDFET sont dotés de diodes rapides à recouvrement doux. Au moment de la commutation, les pertes sont incidemment réduites et le bruit généré atténué. De ce fait, les problèmes liés aux interférences électromagnétiques (IEM) se posent avec moins d’acuité.
Les circuits sont dotés d’un dispositif de surveillance système et d’une interface de gestion des états à un seul fil. Cette dernière autorise la communication entre l’ensemble moteur-microcontrôleur et jusqu’à trois composants BridgeSwitch. Il est possible de fixer des limites de courant différentes pour les valeurs haute et basse de l’alimentation, ce qui élimine l’obligation, pour le microcontrôleur et les circuits externes, de protéger le système dans le cas où les enroulements du moteur seraient ouverts ou en court-circuit. La fonction intégrée de contrôle du courant sans perte assure une protection matérielle des défauts moteur, simplifiant de la sorte la mise en application des exigences des normes IEC60335-1 et IEC60730-1.
Les fonctions de sécurité incluent la détection de température excessive à deux niveaux, la limitation du courant cycle par cycle pour les valeurs haute et basse de l’alimentation, ainsi que la protection et la notification en cas de surtension et de tension insuffisante sur le bus DC. Enfin, la compatibilité avec les algorithmes de commande les plus courants (modes vectoriel FOC, sinusoïdal et trapézoïdal, incluant la détection avec et sans capteur) est de mise. Power Integrations met à disposition trois conceptions de références (DER-653, DER-654 et DER-749) donnant des exemples de réalisation d’onduleurs triphasés de 40W et 300W à partir des BridgeSwitch.
Les BridgeSwitch sont proposés dans des boîtiers CMS de type InSOP-24C, offrant des distances d’isolement supérieures à 3,2 mm. Les calibres en courant (courant de sortie par FREDFET, à une température de boîtier de 25°C) sont de 1A, 1,7A, 3A et 5,5A. Les marchés visés incluent notamment les appareils électroménagers (réfrigérateurs, lave-vaisselles…), les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les pompes…
