【导读】全球领先的氮化镓功率半导体厂商英诺赛科(Innoscience)最新推出INNDMD48V25A1和INNDMD48V22A1两款低压GaN电机驱动方案,采用48V-60V宽输入电压范围,支持25A/22A持续输出相电流峰值,完美适配1kW级别电机驱动需求。分立方案采用6颗INN100EA035A分立器件+3颗INS2003FQ专用驱动IC,集成方案采用3颗ISG3204LA半桥合封GaN(内置驱动),为机器人、无人机、电动工具等应用提供高效率、低温升、高频率、小体积的全面解决方案,显著提升系统性能与可靠性。
全球领先的氮化镓功率半导体厂商英诺赛科(Innoscience)最新推出INNDMD48V25A1和INNDMD48V22A1两款低压GaN电机驱动方案,采用48V-60V宽输入电压范围,支持25A/22A持续输出相电流峰值,完美适配1kW级别电机驱动需求。分立方案采用6颗INN100EA035A分立器件+3颗INS2003FQ专用驱动IC,集成方案采用3颗ISG3204LA半桥合封GaN(内置驱动),为机器人、无人机、电动工具等应用提供高效率、低温升、高频率、小体积的全面解决方案,显著提升系统性能与可靠性。
一、技术难点与应对方案
高频开关与热管理挑战:传统硅基器件在高频开关下损耗大幅增加,热管理成为瓶颈。英诺赛科GaN方案通过优化器件结构和材料技术,在40kHz开关频率下总损耗仅11.6W(分立方案)和12.3W(集成方案),较硅方案降低24.5%-39%,同时温升降低23℃以上。
功率密度与体积矛盾:设备小型化要求与功率输出能力难以兼顾。该方案采用合封集成技术和高频设计,死区时间缩短至100ns,开关频率可从20kHz提升至40kHz而损耗仅增加0.7W(硅方案增加4.1W),显著减小电感和电容体积。
系统可靠性问题:高温环境影响器件寿命和稳定性。通过优异的温度表现,在18A以下相电流时合封GaN方案可无需散热器,大幅减小系统体积并提高可靠性。
二、核心作用
这两款电机驱动方案作为设备的"动力心脏",主要负责将电源能量转换为精确控制的电机动力输出。其核心价值在于通过氮化镓材料的高频高效特性,显著提升系统效率、降低能耗和温升,同时减小体积重量,为高性能移动设备和工业应用提供关键动力支持。
三、产品关键竞争力
●卓越能效表现:损耗较硅方案降低24.5%-39%,能效显著提升
●高频性能优势:支持100ns超短死区时间,开关频率可达40kHz以上
●优异热管理:工作温度较硅方案低23℃以上,部分场景无需散热器
●高功率密度:输出电流能力提升3.5A,相同体积下提供更大功率输出
●灵活配置选项:提供分立与集成两种方案,满足不同应用需求
图表1:分立方案vs Si方案损耗对比
图表2:集成方案vs Si方案损耗对比
图表3:GaN vs Si温升对比
四、同类竞品对比
表格分析
从对比数据可以看出,英诺赛科两款方案在开关频率、损耗控制和温升表现方面均显著优于传统硅基方案和国际GaN竞品。其100ns的死区时间和40kHz的开关频率展现了氮化镓技术的先天优势,而23℃以上的温升降低更是直接解决了高热带来的可靠性问题。集成方案在空间节省和设计简化方面具有明显优势,特别适合空间受限的应用场景。
五、实际应用场景
●机器人关节驱动:为人形机器人、工业机器人提供高精度、高效率的关节控制,提升运动性能和续航能力
●无人机电调系统:为多旋翼无人机、垂直起降飞行器提供轻量化、高功率密度的电调解决方案
●电动工具:为高压无刷电动工具提供强劲动力,延长电池使用时间,减小工具体积
●低压伺服一体机:为工业自动化设备提供高性能伺服驱动,提高生产效率和能源利用率
●园林工具/电动两轮车:为户外动力设备和电动交通工具提供可靠动力输出,增强产品竞争力
六、产品供货情况
INNDMD48V25A1和INNDMD48V22A1电机驱动方案已正式发布,英诺赛科拥有完善的IDM生产体系(月产能1.3万片晶圆,良率超95%),能够提供稳定的供货保障。公司通过全球分销网络和技术支持团队为客户提供产品样品、评估板和技术文档,帮助客户快速完成产品设计和量产导入。
结语
英诺赛科低压GaN电机驱动方案的推出,代表了电机驱动技术向高频高效方向发展的重要里程碑。其卓越的性能表现和灵活的方案选择,为机器人、无人机、电动工具等应用提供了全新的动力解决方案,有效解决了传统硅基器件在性能、效率和体积方面的多重局限。随着移动设备和工业自动化对动力性能要求的不断提高,这类基于氮化镓技术的高性能驱动方案将在未来电子产品设计中发挥越来越重要的作用。
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