Neue Generation „Halbbrücken Motortreiber“ von Infineon Integriert, leistungsfähig und platzsparend

Shield für DC-Motor-Steuerung mit dem BTN8982 für Arduino Grafiken und Bilder: Infineon / Rutronik

Steuerungschip und MOSFETs zusammen in einem Bauelement? Das bietet Infineons neue NovalithIC-Familie, die ab sofort über Rutronik erhältlich ist. Beratung inklusive.

Die interne 3-Chip-Struktur umfasst einen Halbbrücken-Treiber, einen n-Kanal- und einen p-Kanal-MOSFET in Chip-by-chip- und Chip-on-chip-Konstruktion.

Die neue NovalithIC-Familie eröffne eine neue Performance-Ebene für integrierte und geschützte Motortreiber, so die Einschätzung von Mathias Müller, Global Product Sales Manager Power Management & Member der Automotive Business Unit von Rutronik.

Die Hochstrom-P/N-Kanal-Halbbrücken BTN8962 und BTN8982 eignen sich dank ihres Spannungsbereiches von bis zu 40 V für Automotive-, Industrie-, Robotik-, Home- und Medical-Applikationen. »Im Vergleich zur ersten BTN79xx-Serie hat Infineon eine ganze Menge technischer Features deutlich verbessert«, so Mathias Müller. Die Schaltzeit wurde fast halbiert, der RDSon im HS- und LS-Pfad wurde um 50% optimiert, und die Strombegrenzung ist im HS-Pfad um 22% und im LS-Pfad um 50% besser als bei der Vorgängerserie. »So machen die Bausteine die Vorteile eines sehr kompakten Designs mit integrierten Treibern auch für Applikationen über 250 W nutzbar, ohne dass eine zusätzliche Kühlung notwendig wäre«, erläutert Dr. Johannes Breitschopf, Technical Marketing Europe bei Infineon Technologies. Der hohe Integrationslevel der Komponenten umfasst einen Überstrom- und Übertemperatur-Schutz sowie eine Unterspannungs-Abschaltung. »Das heißt: weniger Designaufwand und damit geringere Systemkosten. Alleine dadurch können Entwickler ihre Applikation ganz einfach optimieren«, ergänzt Müller. Das D2PAK-(TO263-7-)Gehäuse und das PIN out sind identisch geblieben, so dass die neuen NovalithIC-Produkte sowohl Footprint- als auch Pin-kompatibel zu den bestehenden Serien sind.

Aus 5 mach 2

Die interne 3-Chip-Struktur der NovalithIC-Familie umfasst einen Halbbrücken-Treiber, einen n-Kanal- und einen p-Kanal MOSFET in Chip-by-chip- und Chip-on-chip-Konstruktion. »Das bringt ein Maximum an Leistung auf einem Minimum an Platz«, so Dr. Johannes Breitschopf. Die neue Familie unterscheidet sich von der bekannten BTN79xx-Serie vor allem durch den Einsatz der aktuellsten MOSFET-Technologie für den n- und den p-Kanal. »So lassen sich in einer üblichen H-Brücken-Applikation für die Steuerung eines bidirektionalen bürstenbehafteten DC-Motors (BDC) fünf Chips – nämlich der Halbbrücken-Treiber und vier MOSFETs – durch zwei NovalithICs ersetzen. Das spart Montageaufwand und Platz«, erläutert Mathias Müller.

Minimale parasitäre Effekte = Minimaler Designaufwand

Parasitäre Streuinduktivitäten im Zwischenkreis sind ein Hauptproblem bei der Steuerung hochdynamischer Systeme, wie PWM-gesteuerte DC-Bürsten-Motoren. Ein besonders kritischer Punkt ist der Knoten zwischen den High-Side- und den Low-Side-MOSFETs, der zum Motor führt. Da bei der NovalithIC-Familie die Drahtlängen zu vernachlässigen sind, fallen die Spannungsspitzen fünfmal geringer aus als bei diskreten Lösungen unter vergleichbaren Bedingungen. Für den Entwickler bedeutet das ein einfacheres Schaltungsdesign plus Einsparungen bei den passiven Komponenten oder Dioden, die in diskreten Schaltungen nötig sind, um die negativen Spannungsspitzen zu reduzieren.