Startseite > Halbleiter > 500-V-Leistungsstufe für kleinere und robustere Antriebe

Evaluation-Board ist auch verfügbar

500-V-Leistungsstufe für kleinere und robustere Antriebe

19. September 2024, 6:26 Uhr | Iris Stroh

Um die Entwicklung kompakter und zuverlässiger Lüfter und Pumpen mit energieeffizienten Motoren zu beschleunigen, hat STMicroelectronics den Dreiphasen-Treiber PWD5T60 sowie ein umgehend einsatzbereites Evaluation-Board mit Unterstützung für flexible Ansteuerstrategien vorgestellt.

▶ Diesen Artikel anhören

Der für Anwendungen bis 500 V geeignete PWD5T60 von STMicroelectronics enthält einen Gate-Treiber und sechs Leistungs-MOSFETs mit einem RDS(on) von 1,38 Ω, was dem Baustein ein gutes Verhältnis zwischen Energie und Fläche verleiht. Da auch Zero-Drop-Bootstrapdioden integriert sind, ergibt sich ein minimaler Bauteileaufwand, sodass die Schaltung auf nur 30 Prozent der Fläche komplettiert werden kann, die für einen gleichwertigen Treiber aus diskreten Bauelementen erforderlich wäre. Die Signallaufzeiten der high- und low-seitigen MOSFETs sind sehr genau aufeinander abgestimmt, sodass Zyklusverzerrungen vermieden werden und maximale Flexibilität besteht, um die Betriebsfrequenz im Interesse bestmöglicher Ansprechgeschwindigkeit und Energieeffizienz einzustellen.

Evaluation-Board zum Ausprobieren

Das zeitgleich vorgestellte Evaluation Board EVLPWD-FAN-PUMP hilft Entwicklern beim schnellen Sondieren der Vorteile, die dieser Treiber in Projekten bis 100 W zu bieten hat. Das Board kombiniert den PWD5T60 mit einem Mikrocontroller (MCU) vom Typ STM32G0, der die Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC) und die Sechsschritt-Regelung von Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und bürstenlosen Gleichstrommotoren (Brushless DC, BLDC) unterstützt. Mit konfigurierbarem Single- oder Three-Shunt-Sensing, und gestützt auf die zahlreichen integrierten Features des PWD5T60, zeichnet sich das für Lüfter und Pumpen optimierte Board durch einen kompakten, kreisförmigen Umriss aus. Eingebaut sind auch ein Stromversorgungs-Teil zum Erzeugen der für die Applikation benötigten Spannungen von 12 V und 3,3 V sowie ein komplettes AC-Netzfilter für den Eingang.

Das Board EVLPWD-FAN-PUMP verfügt über eine eingebaute Busspannungs-Erfassung und hilft damit, das sichere Design des PWD5T60 zu nutzen. Dieses bietet eine Unterspannungs-Sperre (Undervoltage Lockout, UVLO) für jeden Bootstrap-Abschnitt, um einen Betrieb unter gefährlichen oder ineffizienten Bedingungen zu unterbinden. Der robust konzipierte PWD5T60 besitzt ferner einen Cross-Conduction-Schutz mit Verriegelung und vorgegebener Totzeit, um einen ausfallsicheren Schutz vor Shoot-through-Strömen zu gewährleisten. Eine fehlerlose Funktion ist zusätzlich durch die sehr gute Unempfindlichkeit gegen Below-Ground-Bedingungen gegeben.

Die intelligente Abschaltfunktion des PWD5T60 nutzt einen Komparator zur Realisierung eines zügig ansprechenden Überstromschutzes. Der Ausgang wird unmittelbar nach dem Erkennen eines Fehlers abgeschaltet, während die Dauer der anschließenden Ausgangs-Abschaltung mit einem Kondensator und einem optionalen Pull-up-Widerstand an einem bestimmten Pin programmiert werden kann. Das Abschaltverhalten bleibt von diesen Bauteilen jedoch unbeeinflusst, sodass die Zeitdauer für das Beheben von Fehlern optimiert werden kann, während gleichzeitig ein sofortiges Abschalten sichergestellt ist.

Der Treiber bietet im Interesse optimaler Flexibilität einen weiten Versorgungsspannungsbereich von 9 bis 20 V, während die CMOS/TTL-kompatiblen Logikeingänge bis 3,3 V herab den Anschluss an einen Host-Controller vereinfachen.

Das Evaluation Board EVLPWD-FAN-PUMP ist ab sofort im eSTore erhältlich. Mit der FOC- und Sechsschritt-Regelungsfirmware im Motor-Control Software Development Kit X-CUBE-MCSDK, das kostenfrei auf st.com verfügbar ist, bietet es echten Plug-and-Play-Komfort.