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Hohe Leistungsdichte

Antriebs-Referenzboard mit 750 W Leistung

23. Juli 2024, 5:58 Uhr | Iris Stroh

Das Antriebs-Referenzdesign EVLDRIVE101-HPD (High Power Density) von STMicroelectronics vereint einen 3-Phasen-Gatetreiber, einen STM32G0-Mikrocontroller und eine 750-W-Leistungsstufe auf einer kreisförmigen Leiterplatte mit nur 50 mm Durchmesser.

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Die Platine von STMicroelectronics überzeugt durch ihre extrem geringe, weniger als 1 µA betragende Stromaufnahme im Sleep-Modus und lässt sich dank ihrer winzigen Abmessungen direkt in Geräte wie etwa Haartrockner, Handheld-Staubsauger, Elektrowerkzeuge und Lüfter einbauen. Problemlos passt das Board auch in Drohnen und Roboter sowie Antriebe für industrielle Anwendungen wie etwa Pumpen oder Prozessautomatisierungs-Systeme.

Das mit dem robusten und kompakten 3-Phasen-Gatetreiber STDRIVE101 bestückte Referenzdesign bietet Flexibilität bei der Festlegung der Motorregelungs-Strategie. Zur Auswahl stehen beispielsweise die Trapez- oder die Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC) mit sensorbehafteter oder sensorloser Detektierung der Rotorlage. Das IC des Typs STDRIVE101 enthält drei Halbbrücken für Quell- und Senkenströme bis zu je 600 mA und kann dank des Betriebsspannungsbereichs von 5,5 V bis 75 V in beliebigen Niedervolt-Anwendungen eingesetzt werden. Der Chip enthält eine Spannungsregelung für die high- und low-seitigen Gatetreiber sowie eine konfigurierbare Überwachung der Drain-Source-Spannung (Vds). Zusätzlich ist ein externer Pin für die direkte Zuführung high- und low-seitiger Gatesignale oder die PWM-Ansteuerung vorhanden.

Für die Interaktion mit dem Mikrocontroller können Entwickler die SWD-Schnittstelle (Single-Wire Debug) des Mikrocontrollers STM32G0 nutzen. Dank der Unterstützung für direkte Firmwareupdates lassen sich außerdem Bugfixes vornehmen und neue Features realisieren.

Die Leistungsstufe des Referenzdesigns EVLDRIVE101-HPD ist mit 60-V-STripFET F7-MOSFETs vom Typ STL220N6F7 bestückt, die mit ihrem typischen RDS(on)-Wert von 1,2 mΩ für ein hohes Effizienzniveau sorgen und den Plug-and-Play-Anschluss des Motors vereinfachen. Als weiteres Feature sind die schnell reagierenden Power-on-Schaltungen zu erwähnen, die die Stromversorgung im Leerlaufzustand trennen, um Energie zu sparen und die Laufzeit batteriebetriebener Anwendungen zu verlängern. Die in den Treiber-IC integrierten Schutzfunktionen gewährleisten die Funktionssicherheit und Effizienz des Systems. Neben einer Vds-Überwachung der MOSFETs in der Leistungsstufe sind eine Unterspannungs-Sperre (Under-Voltage Lockout, UVLO), ein Überhitzungsschutz und eine Schaltung zur Unterbindung von Querströmen vorhanden.