منصة IC جديدة من ST بتقنية GaN تعزز كفاءة التحكم في الحركة
توسع تقنية GaN في محركات القيادة
قدمت STMicroelectronics منصة مكون طاقة ذكية جديدة تعتمد على نيتريد الغاليوم (GaN). هذه التقنية، التي تحظى بشعبية بالفعل في المحولات عالية الكفاءة، أصبحت الآن محسنة للتحكم في الحركة. تتيح توفيرًا كبيرًا في الطاقة وتحسينات في الأداء في الأجهزة المنزلية والمحركات الصناعية.
تعزيز الكفاءة للأجهزة المنزلية والأنظمة الصناعية
تستهدف المنصة تطبيقات قيادة المحركات مباشرة. تشغل أجهزة مثل الغسالات، وأدوات الطاقة، ومحركات السيرفو الصناعية. المنتجات الأولى، GANSPIN611 وGANSPIN612، تتعامل مع محركات تصل إلى 400 واط. وهي مناسبة للضواغط، والمضخات، والمراوح. التوافق في الدبابيس بين الاثنين يسمح بتوسيع التصميم بسهولة.
الميزات الرئيسية لتصاميم موثوقة ومضغوطة
على عكس السائقين القياسيين، يتحكم هذا النظام في الحزمة بدقة في ديناميكيات التبديل. يدير أوقات التشغيل والإيقاف لتقليل الإجهاد على لفائف المحرك. كما يقلل من الضوضاء الكهرومغناطيسية. تبسيط معدل التغير القابل للتكوين يسهل الامتثال للوائح EMC الصارمة مثل توجيه الاتحاد الأوروبي.
تحقيق تقليل الحجم والتكلفة
تتميز ترانزستورات GaN بقيم RDS(on) منخفضة جدًا. هذا يقلل من فقدان الطاقة وتوليد الحرارة. ونتيجة لذلك، يمكن للعديد من التطبيقات الاستغناء عن المشتت الحراري. هذا التغيير يقلل من تكاليف المواد ومساحة اللوحة بنسبة تصل إلى 60%. يتوفر GANSPIN611 حاليًا في حزمة QFN محسنة حراريًا.
رؤية المؤلف: تحول استراتيجي في تصميم الطاقة
تمثل خطوة ST نضوج تقنية GaN لتتجاوز الشحن السريع إلى التحكم الأساسي في المحركات. من خلال دمج السائق وجسر النصف مع ميزات حماية قوية، يقللون من عقبة رئيسية أمام الاعتماد: تعقيد التصميم. بالنسبة للمهندسين، يعني هذا وقتًا أسرع للوصول إلى السوق للمنتجات التي تحتاج إلى كفاءة وكثافة طاقة أعلى. الاتجاه الصناعي واضح؛ الحلول القائمة على السيليكون تواجه منافسة متزايدة من أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة مثل GaN في القطاعات التي تتطلب أداءً حرجًا.
الحماية المدمجة وقوة النظام
تتضمن الدوائر المتكاملة تدابير حماية شاملة لضمان التشغيل الموثوق. تشمل الميزات المدمجة استشعار الأعطال، وقفل الجهد المنخفض، والحماية من التيار الزائد. كما توفر الحماية من الجهد الزائد والإيقاف الحراري. يضمن نطاق جهد تغذية واسع يصل إلى 20 فولت أداءً قويًا. هذا يجعل ترقية مراحل الطاقة التقليدية أكثر سهولة.
الأسئلة المتكررة: الأسئلة الشائعة
س: ما هي الميزة الرئيسية لاستخدام GaN في تشغيل المحركات؟
ج: تتيح تقنية GaN ترددات تبديل أعلى مع خسائر أقل مقارنة بالسيليكون التقليدي. وهذا يؤدي إلى كفاءة طاقة أكبر، وتقليل الحرارة، وإمكانية تصميم أنظمة تشغيل محركات أصغر وأخف وزنًا.
س: ما أنواع المحركات التي يمكن لهذه الدوائر المتكاملة الجديدة تشغيلها؟
ج: تم تصميمها لتشغيل محركات التيار المستمر بدون فرش ثلاثية الطور (BLDC) المستخدمة عادة في الأجهزة الكهربائية، وأدوات الطاقة، والمضخات، والمراوح، ومحركات السيرفو الصناعية.
س: كيف يساعد هذا في الامتثال لمعايير EMC؟
ج: تسمح الدوائر المتكاملة للمصممين بضبط معدل تغير الجهد (dV/dt). التحكم الدقيق في حواف التبديل يساعد على تقليل التداخل الكهرومغناطيسي، مما يسهل الامتثال للمعايير التنظيمية.
س: لماذا يعتبر التخلص من المشتت الحراري مهمًا؟
ج: إزالة المشتت الحراري يقلل من التكلفة الإجمالية لقائمة المواد (BOM)، ويقلل من وزن وحجم المنتج، ويبسط التصميم الميكانيكي وعملية التجميع.
س: هل هذه المنتجات متوفرة الآن؟
ج: نعم، GANSPIN611 في مرحلة الإنتاج. GANSPIN612 هو جزء من نفس العائلة، ويوفر قابلية التوسع المتوافقة مع الدبابيس لمتطلبات طاقة مختلفة.
تحقق من العناصر الشائعة أدناه لمزيد من المعلومات في Autonexcontrol
