EPC ra mắt bo mạch điều khiển động cơ GaN EPC91121 — công suất 50 ARMS, tần số chuyển mạch lên tới 150 kHz

Theo ChargedEVs, Efficient Power Conversion (EPC) — công ty tiên phong trong lĩnh vực bán dẫn gallium nitride (GaN) — vừa ra mắt bo mạch đánh giá EPC91121, một nền tảng điều khiển động cơ BLDC (Brushless DC — động cơ một chiều không chổi than) ba pha được thiết kế để đẩy nhanh quá trình phát triển nguyên mẫu cho các ứng dụng từ drone, robot, tự động hóa công nghiệp cho đến dụng cụ điện cầm tay.

Thông số kỹ thuật nổi bật

Bo mạch EPC91121 có kích thước nhỏ gọn chỉ 79 mm x 80 mm, nhưng mang trong mình hiệu năng ấn tượng. Sản phẩm được xây dựng trên nền tảng transistor eGaN (enhanced Gallium Nitride) thế hệ thứ 7 mang mã EPC2366, hoạt động ở điện áp 40 V với điện trở dẫn cực thấp chỉ 0,84 mΩ.

Về khả năng cung cấp dòng điện, bo mạch đạt 50 ARMS liên tục và dòng đỉnh lên tới 70 A, phù hợp với các hệ thống pin loại 24 V (dải điện áp đầu vào từ 18 V đến 30 V). Đặc biệt, tần số chuyển mạch PWM có thể đạt tới 150 kHz — cao hơn đáng kể so với các giải pháp điều khiển động cơ truyền thống sử dụng silicon.

Tốc độ thay đổi điện áp (dv/dt) được giới hạn dưới 10 V/ns, giúp giảm thiểu méo dạng sóng, tiếng ồn cơ học, dao động mô-men xoắn (torque ripple) và các vấn đề về tương thích điện từ (EMC).

Tích hợp cảm biến và điều khiển tiên tiến

Không chỉ đơn thuần là một bo mạch công suất, EPC91121 tích hợp đầy đủ các khối chức năng chính của một bộ nghịch lưu (inverter) hoàn chỉnh, bao gồm:

• Mạch điều khiển cổng (gate driver)
• Nguồn cấp phụ trợ (housekeeping power supply)
• Giám sát điện áp và nhiệt độ
• Cảm biến dòng điện ba pha băng thông cao với khả năng đo tới ±125 A
• Cảm biến điện áp pha và giám sát điện áp bus DC
• Giao diện bộ mã hóa trục (shaft encoder) và cảm biến Hall

Nhờ các tính năng cảm biến toàn diện này, nền tảng hỗ trợ các kỹ thuật điều khiển động cơ tiên tiến như điều khiển định hướng từ trường (Field-Oriented Control — FOC) và điều chế vector không gian (Space-Vector PWM — SVPWM), vốn là những phương pháp giúp vận hành động cơ mượt mà và hiệu quả hơn.

Công nghệ GaN — xu hướng thay thế silicon

Công nghệ GaN đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử công suất nhờ những ưu điểm vượt trội so với transistor silicon truyền thống: tần số chuyển mạch cao hơn, tổn hao năng lượng thấp hơn và kích thước nhỏ gọn hơn. Với bo mạch EPC91121, EPC tiếp tục khẳng định vị thế trong cuộc đua phát triển các giải pháp bán dẫn GaN cho ứng dụng điều khiển động cơ.

Việc đạt tần số chuyển mạch 150 kHz cho phép sử dụng các linh kiện thụ động (cuộn cảm, tụ điện) nhỏ hơn, từ đó giảm kích thước và trọng lượng tổng thể của hệ thống — yếu tố then chốt đối với các ứng dụng như drone và robot di động.

Ý nghĩa với thị trường Việt Nam

Tại Việt Nam, ngành công nghiệp xe điện và các phương tiện di chuyển chạy điện đang phát triển nhanh chóng với sự dẫn dắt của VinFast cùng hệ thống trạm sạc ngày càng mở rộng. Công nghệ GaN như trong bo mạch EPC91121 tuy không trực tiếp ứng dụng cho ô tô điện, nhưng có tiềm năng rất lớn trong các lĩnh vực liên quan:

• Xe máy điện và xe đạp điện: Các bộ điều khiển động cơ nhỏ gọn, hiệu suất cao rất phù hợp với phân khúc xe hai bánh — phương tiện chủ lực tại Việt Nam
• Drone nông nghiệp: Nhu cầu sử dụng drone phun thuốc, khảo sát đồng ruộng đang tăng mạnh, đòi hỏi các bộ điều khiển động cơ mạnh mẽ nhưng nhẹ
• Robot và tự động hóa: Ngành sản xuất tại Việt Nam đang đẩy mạnh tự động hóa, tạo nhu cầu cho các giải pháp điều khiển động cơ hiệu suất cao

Ngoài ra, với hệ thống trạm sạc xe điện ngày càng phát triển, công nghệ GaN cũng được kỳ vọng sẽ góp phần nâng cao hiệu suất của các bộ chuyển đổi công suất trong trạm sạc tương lai.

Tổng kết

Bo mạch đánh giá EPC91121 của Efficient Power Conversion là minh chứng rõ ràng cho xu hướng thay thế silicon bằng GaN trong điều khiển động cơ điện. Với kích thước nhỏ gọn, tần số chuyển mạch cao gấp nhiều lần giải pháp truyền thống và khả năng tích hợp cảm biến toàn diện, sản phẩm này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị điện cơ thế hệ mới — từ drone, robot cho đến xe điện hạng nhẹ.

Nguồn: ChargedEVs