Anwendungsbeispiel ARM-Cortex
Halbleitertechnologie vereinfacht Antriebssteuerung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Intelligente Stromversorgung für BLDCs
Die durch den FOC-Algorithmus berechneten Signalformen werden über einen Wechselrichter und eine Brücke an die Rotor-Windungen angelegt. Bei 3-Phasen-Motoren besteht die Brücke aus sechs IGBTs oder Leistungs-MOSFETs, die im geeigneten Spannungs- und Strombereich arbeiten. Die Integration dieser Funktionen zusammen mit Regel- und Schutzschaltkreisen in einem einzelnen Chip-Leistungsmodul sorgt für kürzere Entwicklungszeiten, geringere Montagekosten, eine kleinere Baugröße und für mehr Zuverlässigkeit.
Mit der Silicon-On-Insulator-Technologie (SOI) lassen sich Steuerungslogik- und Leistungselektronik-Schaltkreise auf dem gleichen Substrat voneinander isolieren. Damit stellt ein intelligenter Leistungselektronik-IC wie Toshibas TPD4135 einen Single-Chip-Antriebssteuerungs-Baustein dar, der zwischen die MCU (z.B. TMPM370) und einem 3-Phasen-BLDC-Motor geschaltet wird. Dieser enthält Funktionen wie die BLDC-Antriebssteuerung, Rückkopplung und Schutzschaltkreise. SOI bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Sperrschicht-Isolationstechniken, einschließlich geringe parasitäre Kapazitäten und Leckströme, Latch-up-freien Betrieb, hohe Zuverlässigkeit und enge Bauteilabstände auf dem Substrat.
Der TPD4135-IPD und die TMPM370-MCU können zusammen mit einem Minimum an zusätzlichen Bauteilen für einen Embedded-Controller verwendet werden, der 3-Phasen-BLDC- und Wechselstrom-Induktionsmotoren ansteuert. Es gibt ein Evaluierungsmodul mit IPD und MCU sowie allen erforderlichen Sicherheitsfunktionen und Schnittstellen zur Ansteuerung eines BLDC-Kleinspannungsmotors. Das Modul bietet sämtliche Antriebssteuerungsfunktionen sowie eine kleines LCD, über das eine eigenständige Evaluierung möglich ist.
Anwender können die Motorparameter konfigurieren, den Motorzustand überwachen, die Rotor-Drehzahl anpassen sowie die Zieldrehzahl, die derzeitige Drehzahl und das Drehmoment grafisch verifizieren. Damit erübrigen sich teure und zeitaufwändige Anpassungen bei der Antriebssteuerung und es lassen sich mehr Ressourcen in die Applikationsentwicklung stecken.
Mit weiterentwickelten MCUs sowie den Möglichkeiten zur Integration von Steuerungslogik und Leistungselektronik auf einem Leistungsmodul, können Entwickler den höheren Wirkungsgrad und die zahlreichen Vorteile von BLDC-Motoren in immer mehr kostensensitiven Consumer- und Industrie-Anwendungen nutzen.
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