Treibt sechs externe N-Kanal-MOSFETs

Der TMC603 von Trinamic Motion Control realisiert alle Aufgaben des Antriebs, die nicht durch Software im Mikrocontroller abzudecken sind.

Will man eine BLDC-Anwendung erstellen, kommen dazu auch Aufgaben wie Strommessung, Shunt-Widerstände, Verstärker und Filter, Kurzschlussschutz, sensorlose Kommutierung und (Schalt-)Regler. Will man diese nicht trivialen Punkte »konventionell« lösen, ergibt sich ein erheblicher Aufwand mit entsprechende Kosten und Bauraum.

Es muss sichergestellt sein, dass zu jedem Zeitpunkt nur eine der beiden Halbbrücken leitend ist, sonst kommt es zum »Durchzünden« und damit zur Zerstörung der Endstufe. Eine Möglichkeit besteht darin, feste Totzeiten zu definieren – angepasst an die Charakteristik der MOSFETs. Die notwendige Sicherheitsmarge bringt jedoch Nachteile mit sich, die Trinamic mit dem TMC603 anderes löst: Die Spannung an den Gates wird gemessen und als »Gate off«-Signal in die interne »break-before-make«-Schaltung zurückgeführt.

Parallel dazu zur Reduzierung der EMV-Ausstrahlungen die Flankensteilheit der MOSFETs begrenzt sein. Verwendet man einen Serienwiderstand in der Gate-Ansteuerung, wird dies mit vielen modernen MOSFETs nicht funktionieren: Das Verhältnis QGD/QGS hat sich technologiebedingt verschoben und ein hoher Querstrom bei Schaltvorgängen würde resultieren. »Unsaubere« Schaltungstricks mit zusätzlicher Diode und weiterem Widerstand erhöhen andererseits den Schaltungsaufwand. Im TMC603  wird das erforderliche niederohmige Festhalten des Gate bereits im Predriver realisiert.

embedded world: Halle 12, Stand 441