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Grade-0-BLDC-Motortreiber für 48-V-MHEV-Antriebe

22. Februar 2021, 11:15 Uhr   |  Irina Hübner

Grade-0-BLDC-Motortreiber für 48-V-MHEV-Antriebe
© Texas Instruments

Texas Instruments bringt einen hochintegrierten Grade-0-Motortreiber für BLDC-Motoren auf den Markt, der für leistungsstarke Antriebssteuerungs-Systeme wie etwa Traktionswechselrichter und Starter-Generatoren in Mildhybrid-Elektrofahrzeugen vorgesehen ist.

Der Functional-Safety-konforme DRV3255-Q1 von TI erlaubt Herstellern das Design eines Antriebssystems, mit dem MHEV-Systeme bis ASIL D realisierbar sind. Dabei wird eine Motorleistung von bis zu 30 kW unterstützt, was das Ansprechverhalten eines 48-V-Antriebssystems in schweren Fahrzeugen verbessern kann.

Bis zu 30 % geringere Leiterplattenfläche

Der DRV3255-Q1 ist nach Angaben von TI der industrieweit erste dreiphasige 48-V-BLDC-Motortreiber mit integrierter, high- und low-seitiger aktiver Kurzschlusslogik, so dass auf externe Transistoren und Logik verzichtet werden kann. Durch die Integration der aktiven Kurzschlusslogik und der dynamischen Fehlerreaktion gibt der neue Motortreiber den Designern nicht nur die Möglichkeit, ihre Designs zu vereinfachen, sondern auch die Leiterplattenfläche sowie den Bauteileaufwand von 48-V-Motortreiber-Systemen erheblich zu reduzieren.

Durch die aktive Kurzschlusslogik können Verbindungen zu den MOSFETs gemäß den Systemanforderungen angeordnet werden. Totalausfälle des Systems durch Überspannungen werden dabei vermieden. Die dynamische Fehlerreaktion schaltet den Motortreiber beim Auftreten von Überspannungen automatisch in den aktiven Kurzschlussmodus, was den Motor und die elektrischen Bauteile des Fahrzeugs vor überspannungsbedingten Belastungen schützt und gleichzeitig die System-Performance optimiert.

Kürzere Ansprechzeiten und gleichzeitiger Schutz

Durch die hohen Ausgangsleistungen des DRV3255-Q1 werden die System-Ansprechzeiten von 48-V-Antrieben verbessert, so dass auch schwere Fahrzeuge wie SUVs oder Nutzfahrzeuge nach einem Halt schneller wieder beschleunigen können. Für Motoren mit einem Strombedarf von bis zu 600 A liefert der Motortreiber einen hohen Gate-Treiberstrom, der die Direktansteuerung von MOSFETs mit einer Gate-Ladung bis zu 1000 nC gestattet.

Der für den Temperaturbereich von -40 bis +150 °C spezifizierte Motortreiber ist qualifiziert gemäß AEC-Q100 Grade 0 und schützt 48-V-Antriebsstrangsysteme vor schaltbedingten Spannungsspitzen bis 95 V sowie vor Lastabwürfen.  Separate Schutzschaltungen können daher entfallen.

ISO-26262-Konformität bis ASIL D

Im Hinblick auf die funktionale Sicherheit wurde der DRV3255-Q1 im zertifizierten Functional-Safety-Hardware-Entwicklungs-Prozess von TI entwickelt. Hinzu kommen eingebaute Safety-Mechanismen und Dokumentation wie eine Fehlermöglichkeits-, Auswirkungs- und Diagnose-Analyse und ein Functional Safety Manual.

Die digitalen Ein- und Ausgangs-Pins verkraften Spannungen bis zu einem absoluten Maximalwert von 75 V, sodass der Motortreiber gegen Überspannungen auf der externen 12-V-Versorgung geschützt ist.

Der DRV3255-Q1 ist im Quad-Flat-Pack-Gehäuse mit 64 Pins lieferbar. Rollen mit voller oder kundenspezifischer Stückzahl sind ausschließlich über TI lieferbar.

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