23
上海晶丰明源半导体有限公司 Bright Power Semiconductor 晶丰明源 电机驱动芯片介绍 BPS Confidential 2016 - 3
上海晶丰明源半导体有限公司Bright Power Semiconductor
晶丰明源
电机驱动芯片介绍
BPS Confidential
2016 - 3
BPS Confidential 1
市场机会
• 全球每年电机出货量 ~150亿台。
• 全球电机消耗的电力占全球电量的50%以上。
• 无刷直流电机（BLDC）vs. 传统交流电机
主要参数 无刷直流电机 传统交流电机
效率 70%--80% 20%--40%
尺寸和重量 60% 100%
寿命 长 短
速度控制 易 难
成本 高 低
目前BLDC电机的相关芯片基本上是进口的，价格高。 导致BLDC电机的成本比传统交流电机高2倍以上。所以目前客户对BLDC电机替换传统
电机的积极性不高。
市场机会
2BPS Confidential
BPS Confidential 3
IT设备散热风扇 冷柜风机 空气净化器电机 BLDC电风扇 冰箱风机
市场机会
年用量至少6亿台
其中8000万台适用BP6108F
方案
年用量4000万台
其中大约500万台采用BLDC方案，适用我们BP6118+BP65
19方案
年用量1500万台
其中大约1000
万台采用三相BLDC方案（每台1~2个电机）适用BP6308A
方案
年用量2亿台 其中大约1500
万台采用三相BLDC方案，适用BP6308A方案
年用量8000万台
其中大约2000
万台高端冰箱会用到三相BLDC风机，适用BP6308A方案
单相BLDC控制芯片
4BPS Confidential
Lo
w P
F单
相B
LD
C
6V-36V工作电压10V VGS驱动电压软开关换相模拟电压调速直接驱动P/N MOSFET转速FG信号输出多重保护功能<30W 应用
BP6118
恒定转速控制模拟电压或PWM调速接口
正反转
刹车功能
直接驱动P/N MOSFET
<30W 应用
BP6108F
量产
新产品
开发中
BP6119
恒定转速控制模拟电压或PWM调速接口
正反转
刹车功能
N/N接口 (外接Pre-Driver)
>30W 应用
BPS Confidential
VIN
VIN
P1
N1
P2
N2
CS+
HA-
VDD
ADJ
FG
VADJ
BP6108F
CS-
VINHA+
GND
HALL
M
HSEL
VDD
VDD
特点：
• 6V-36V工作电压
• 直接驱动P/N MOSFET
• 10V VGS驱动电压
• 软开关换相
• 模拟电压调速接口
• 转速FG信号输出
• 欠压保护
• 逐周期限流保护
• 堵转保护
• 过温保护
• 采用SOP-14封装
单相无刷直流电机控制芯片-BP6108F
5
BPS Confidential 6
MOT-U
layout note: 靠近芯片芯片VDD引脚布局
ADJ
C3C0603_0.1uF/35V
R9R1206_0R1/1%
VDD5
+ C5CAPED3L8_33uF/25V
R6R0603_51K/5%
PWM
R1R0603_NC
R7R0603_5.1K/5%
R4R0603_3.3K/1%
ADJ
C7C1206_10uF/25V
U1BP6108F
GND1
ADJ2
FG3
VDD4
HSEL5
HA+6
HA-7
VIN8P19N110P211N212CS+13CS-14
H1BPH921T
VDD1
GND2
OUT3
D2SS23
VDD5
GND
U3BPM0303CS
GN1
SP2
GP3
DP4SN5DN6
PWM
Q22N3904
R5R0805_20K/5%
R8R1206_0R1/1%
R2R0603_5.1K/1%
D1SS23
FG
Q12N3904
C2C0603_1uF/16V
PWM
NC
C1C0603_1uF/16V
C4
C0603_0.1uF/50V
FG VMOT
MOT-V
FG
MOTV
VCC
RNF
V+
VDD5
R3R0603_5.1K/5%
U2BPM0303CS
GN1
SP2
GP3
DP4SN5DN6
C6C1206_10uF/25V
MOTU
特点：• 6V-36V工作电压• 直接驱动P/N MOSFET
• 10V VGS驱动电压• 软开关换相• 模拟电压调速接口• 转速信号输出• 欠压保护• 逐周期限流保护• 堵转保护• 过温保护• 采用SOP-14封装
目前主推型号，适用于IT类设备风扇。依据不同需求选取外置MOS
型号，50W以下机型。
产品信息
规格书 2016年3月上旬
样品 2016年3月上旬
样板 2016年3月中旬
发布 2016年Q2
可直接24V输入可直接驱动P/N MOS
PWM调速端口需加一级反向，但
总体BOM用料少
单相无刷直流电机控制芯片-BP6108F
BPS Confidential 7
LB11867&AM4967 竞争方案对比
PWM调速无需反向，调
速模块电路简单Q3
D1
0.1u
Coil
2-out2B
3-Vcc
4-CS
5-Vmin
6-VPWM
7-COSC
8-FG/RD 9-HIN-
10-HIN+
11-CT
12-LS
13-Vref
14-Gnd
15-out1B
AM
49
67
Vcc
PWM IN
1-out2 16-out1
D3
AH921
16K
1u
1uFG OUT
600p220p
IRF7350 IRF7350
12K
18K 91K
0.68u
Q2 Q1
8.2K 8.2K
100100
2.2K2.2K
10K
1u
11K
10K
Q4
9.1K
220p12.7V
1u1u10K 10K
0.1u
D2
24K
Z1 Z2
Z3
Z5
Z4
Z6
Ri limit
R1
R2 R3
R4 R5
R6 R7
R10
R8
R9
R11
R12
R14 R15
R16
R17
R18R19
R20
R21
10K
10K
IC 18V耐压，24V
供电需降压
需额外加 2个三极管、
Zener，电阻来驱动H桥
最低转速可设置
BPS Confidential 8
特点
• 恒定速度控制
• 模拟电压或PWM调速控制
• 6V-36V工作电压
• 直接驱动P/N MOSFET
• 正反转
• 刹车功能
• RD信号输出
• 转速FG信号输出
• 欠压保护
• 逐周期过流保护
• 堵转保护
• 过温保护
• 采用小尺寸QFN4*4-24封装
VIN
VIN
P1
N1
P2
N2
CS+
HA+
VDD
FG
BP6118
CS-
VIN
HA-
GND
HALL
M
HSEL
EN
RD
BRK
DIR
VDD VDD
PWM PWM
Filter
Adj_SEL
RC
Vdc
VDD
恒速控制，更多功能
单相恒速BLDC电机控制芯片-BP6118
BPS Confidential 9
冰柜散热风机应用，带不同型号扇叶恒速运转。替代MCU方案和传统罩
级电机，总体BOM成本仅为MCU方案60%！
产品信息
规格书 2016年3月下旬
样品 2016年3月下旬
样板 2016年3月下旬
发布 2016年Q2
电源结构限
制功率仅覆
盖20W以下
机型
恒速运行精
度仅为+/-4% 低压MOS成本低，同
时低压驱动使电机线
圈线径大，圈数少，
绕制更简单
提供整体方案
15W恒速冷柜压缩机
散热风扇应用方案
28V/1.2A 单相恒速无刷直流电机样板:
BP6118: 单相无刷直流电机控制芯片, QFN4*4-24
BP6519: 非隔离 CC/CV 控制芯片, SOT23-5
BPM6507NF: 650V/7A 功率MOS, TO-220F
BPM0405CG: 40V/5A P&N MOS, SOP-8
单相恒速BLDC电机控制芯片-BP6118
BPS Confidential 10
MCU+ 高压Gate Driver 竞争方案对比
N
N
S S
VIN
整流桥
电解电容
AC-DCLNK304
LDO
单片机PIC16F1824
IR2304高压驱动
IR2304高压驱动
2N60
需电源降压
给MCU供电
需Gate Driver驱动高
压MOS，IR2101成本
在RMB 2元/pcs左右
快恢复高压MOS成本高，单颗
RMB1.0左右。同时高压驱动使定子
绕组匝数多、线径细，不易绕制。
单片机控制灵活，闭环
运行精度高+-1%以内。
高压驱动，功率范围
覆盖50W以下
总体BOM成本高，终端客户
拿到价格在RMB 35~40元
BPS Confidential 11
单相无刷直流电机案例-冷柜压缩机散热
优点:
高效节能单相电机
--效率高达60%，与传统罩极电机相比节能75%
优异的性能和高可靠性--直流无刷电机构架
长寿命--高达30,000 小时
低成本方案
--相比MCU控制方案，更少的器件和成本；
相比罩极电机，更少的漆包线和硅钢片
低噪音，低EMI
--驱动芯片内置软开关换向
堵转保护和自动重启功能更好的保护线圈
宽电压输入范围
--全电压85~265Vac, 50/60Hz输入
三相BLDC控制芯片
12BPS Confidential
Lo
w P
F三
相B
LD
C
三相正弦波控制空间矢量脉宽调制超前角设置可选方波控制6V-36V工作电压模拟电压或PWM调速
正反转、刹车功能
兼容霍尔元件和霍尔开关
直接驱动P/N MOSFET
<50W 应用
BP6309
三相正弦波控制空间矢量脉宽调制超前角设置可选方波控制6V-36V工作电压模拟电压或PWM调速
N/N接口 (外接Pre-Driver)
>30W 应用
220Vac (310Vdc)输入应用
BP6308A
量产
新产品
开发中
BPS Confidential 13
三相正弦无刷直流电机控制芯片-BP6308A
VIN
MUVW
VP WPUP
WNVNUN
VDC
PWM
VDD
Hall
Hall
Hall
VDD VDD
UP
UN
VP
VN
CS+
WP
WN
VIN
FG
nFault
CS-
GND
TM
MODEVDD
BRK
DIR
HA-
HA+
HSEL
HB-
HB+
HC-
HC+
Filter
STDBY
PWM
VP
VN
WP
WN
LA
VDD
BP6308A
Exposed DieAttached PAD
低噪音，多功能
特点
• 三相正弦波控制
• 空间矢量脉宽调制 (SVPWM)
• 超前角设置
• 可选方波控制
• 6V-36V工作电压
• 直接驱动P/N MOSFET
• 模拟电压或PWM调速控制
• 正反转
• 刹车功能
• 转速信号输出
• nFault信号输出
• 欠压保护
• 逐周期过流保护
• 堵转保护
• 过温保护
• 采用小尺寸QFN5*5-28封装
冰箱风扇电机电风扇电机
BPS Confidential 14
适用三相电风扇，空气净化器电机等应用。需配合3pcs霍尔和3pcs互补型外置MOS一同使用。依据不同需求选取外置MOS型号，50W以下机型应用。
产品信息
规格书 2016年3月下旬
样品 2016年4月上旬
样板 2016年4月上旬
发布 2016年Q2
direction option:CCW -> GND(default)CW -> VDD
R10R0603_3.3K/1%
C2C0603_1uF/16V
HAP
HCN
PWM1
VDD5
VCC
MOTV
HCP
HAN
HBP
R2 R1206_0R/5%
HCP
R5
R0603_43.2K/1%
HBN
RNF0
FG1
layout note: 靠近芯片芯片VDD引脚布局
+ C6CD6L10_47uF/50V
R4
R0603_0R/1%
MOT-W1
R1
R0603_0R/1%
R15
R1206_0R100/1%
R16 R1206_0R100/1%D1
TVSHBN
MOTW
H1
HW101-F
11
22
33
44
MOTU
VCC1
MOT-V1
VDD5
R11R0603_100R/1%
VCC
HAP
C1C0603_1uF/16V
VCC
U2BPM0405CG
SN1
GN2
SP3
GP4
DP15DP06DN17DN08
MOT-U1
R14
R1206_0R100/1%
HCN
HAN
BP6308
U1BP6308
HA-1
HA+2
HSEL3
VDD4
LA5
Adj_SEL6
RC7
Filt
er
8
PW
M9
BR
K10
DIR
11
EN
12
FG
13
nF
ault
14
VIN15UP16UN17VP18VN19WP20WN21C
S+
22
CS
-23
GN
D24
HC
-25
HC
+26
HB
-27
HB
+28
LP29
U4BPM0405CG
SN1
GN2
SP3
GP4
DP15DP06DN17DN08
VDD5
R3 R1206_0R/5%
GND
R6R0603_20K/1%
C3C0603_1uF/16V
DC 24V
GND1
R9R0603_100R/1%
PWM
C5
C0603_0.1uF/50V
U3BPM0405CG
SN1
GN2
SP3
GP4
DP15DP06DN17DN08
PWM
RNF1
H2
HW101-F
11
22
33
44
R13 R1206_0R/5%
R12 R1206_0R/5%
R17 R1206_0R100/1%
RNFHBP
H3
HW101-F
11
22
33
44
FG
FG
R8R0603_NC/1%
hall位于对应相绕组前槽,hall从正面开槽安装(tip:反转设置dir上拉)
VDD5
R7
R0603_0R/1%
C4C0603_0.1uF/50V
三相正弦无刷直流电机控制芯片-BP6308A
BPS Confidential 15
三相正弦无刷直流电机----落地风扇
优点:
高效节能
--与传统交流电机相比节能60%以上
低噪音--三相正弦波驱动
无极变速
低成本方案
--相比MCU控制方案，更少的器件和成本；
相比传统交流电机，更少的漆包线和硅钢片
24V/1A 电风扇应用方案
高效节能，低噪声
BPS Confidential
5W 三相正弦无刷直流电机样板:
BP6308: 三相正弦无刷直流电机控制芯片, QFN5*5-28
BPM0405CG: 40V/5A P&N MOS, SOP-8
BPH921: Hall Latch传感器, TO-92S
三相正弦无刷直流电机-冰箱风扇电机
冰箱风扇应用方案
高效节能，低噪声
16
提供整体方案
BPS Confidential 17
三相正弦无刷直流电机控制芯片-BP6309
大功率，低噪音
特点
• 三相正弦波控制
• 空间矢量脉宽调制 (SVPWM)
• 超前角设置
• 6V-36V工作电压
• N/N接口 (外接Pre-Driver)
• 模拟电压或PWM调速控制
• 正反转
• 刹车功能
• 转速信号输出
• nFault信号输出
• 欠压保护
• 逐周期过流保护
• 堵转保护
• 过温保护
• 采用小尺寸QFN5*5-28封装
空气净化器电机
VCC
MUVW
DC 15V
PWM
VDD
Hall
Hall
Hall
VDD VDD
UH
VL
UL
WH
CS+
VH
WL
VIN
FG
nFault
CS-
GND
TM
MODEVDD
BRK
DIR
HA-
HA+
HSEL
HB-
HB+
HC-
HC+
Filter
STDBY
PWM
LA
VDD
BP6309
Exposed DieAttached PAD
DC 300V
HIN
LIN
HO
LO
GateDriver
HIN
LIN
HO
LO
GateDriver
HIN
LIN
HO
LO
GateDriver
UHG
ULG
VHG
VLG
WHG
WLG
VHG
VLG
WHG
WLG
U
VW
BPS Confidential 18
三相正弦无刷直流电机-空气净化器电机
高效节能，低噪声
30W 三相正弦无刷直流电机样板（310Vdc输入）:
BP6309: 三相正弦无刷直流电机控制芯片, QFN5*5-28
600V Pre-Driver, SOP-8
3N50: 500V/3A MOS, TO-252
HW-101A: Hall Element
(可选BPH921: Hall Latch传感器, TO-92S/ SOT23-3)
AC/DC转换及供电芯片
19BPS Confidential
BP6519
• BP6519 family for Non-isolated CC/CV application
Vo
Io SOT23-5
GATE
GND
CS FB
VCC
BP6519
BP6519 典型应用
20BPS Confidential
BP6519
AC IN
GND
FB
GATE
CS
VCC
DC OUT
Lm
非隔离CC/CV 应用单绕组电感待机功耗 <200mW
低压直流电机主电源；控制、驱动芯片辅助供电
6/15/2016 BPS Confidential 21
BLDC单相马达控制器
P/N 工作电压（V） 工作电流(mA) 恒速运行 LP/OTP FG/RD PWM/VSP 工作温度(℃) 封装形式
BP6108FG 6到30 0.4 ╳ ● FG VSP -40到105 SOP-14
BP6108FP 6到30 0.4 ╳ ● FG VSP -40到105 TSSOP16L
BP6118 6到30 1 ● ● FG&RD PWM&VSP -40到105 QFN4*4-24
BLDC三相马达控制器
P/N 工作电压（V） 工作电流(mA) 驱动电流 LP/OTP FG/RD PWM/VSP 工作温度(℃) 封装形式
BP6308A 6到30 1 正弦/方波 ● FG PWM&VSP -40到105 QFN5*5-28
低压互补型MOS
P/N
N-Channel P-Channel
工作温度（℃）
封装形式VDS (V)
RDS(ON) (mΩ) VGS=10V
VGS(th)(V) VDS (V)RDS(ON) (mΩ)
VGS=-10VVGS(th)（V）
BPM0303CS 30 36( ID =3.5A) 1.5 -30 69( ID =-2.7A) -1.6 -40到105 SOT23-6L
BPM0306CG 30 20(ID =6.5A) 1.6 -30 28(ID =-6.5A) -1.9 -40到105 SOP-8
BPM0405CG 40 15.4(ID =8A) 1.7 -40 26(ID =-7A) -1.5 -40到105 SOP-8
BPM0605CG 60 37(ID =6A) 2 -60 64(ID =-6A) -2.6 -40到105 SOP-8
晶丰明源电机驱动类芯片选型表
www.bpsemi.com
24BPS Confidential
谢谢!
