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突破散热瓶颈!英诺赛科GaN方案重塑电机驱动功率密度
来源:电子元件技术  浏览次数:29  发布时间:2025-09-18

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


四、同类竞品分析

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