Mit der integrierten Echtzeitregelung können Entwickler BLDC-Motoren binnen 10 Minuten zum Drehen bringen, und außerdem werden Motorsysteme leiser und um bis zu 70 % kleiner
Dallas (Texas/USA), den 8. September 2021 – Texas Instruments (TI) (Nasdaq: TXN) stellte heute die ersten 70-W-Treiber für bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) vor, die ohne Programmcode und Sensoren auskommen und die Trapez- bzw. die Vektorregelung unterstützen. Mit den neuen Bauelementen benötigen Entwickler weniger als 10 Minuten, um einen BLDC-Motor zum Drehen zu bringen. Dies erspart Monate an Arbeit beim Design einer breiten Palette industrieller Systeme, zu denen große und kleine Hausgeräte ebenso zählen wie medizinische Anwendungen wie etwa Beatmungsgeräte oder CPAP-Geräte zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlich positiven Atemwegsdrucks. Durch die Integration der Echtzeitregelung und den Wegfall von bis zu 18 diskreten Bauelementen – darunter auch die Leistungs-MOSFETs – verkürzen die Bauelemente auch die Ansprechzeit des Systems, während die Leiterplattenfläche um bis zu 70 % schrumpft. Nicht zuletzt werden klassenbeste akustische Eigenschaften geboten. Weitere Informationen finden Sie auf http://www.ti.com/mcf8316a-pr-eu and http://www.ti.com/mct8316a-pr-eu.
„Dass der Bedarf an Echtzeit-Motorreglern inzwischen größer ist als je zuvor, ist auf allgemeine Trends wie das Streben nach Energieeffizienz und Automatisierung ebenso zurückzuführen wie auf die zunehmende Nachfrage nach leiseren Motoren“, berichtet Noman Akhtar, Senior Research Analyst bei Omdia. „Eine wachsende Zahl industrieller Systeme wird von Wechselstrom-Induktionsmotoren auf BLDC-Motoren umgestellt, die energieeffizienter sind, dafür aber auf komplexe Hardware und optimierte Softwaredesigns angewiesen sind, wenn sie ein hohes Performance-Niveau erreichen sollen. Wenn es gelingt, dem Wunsch der Designer nach einer reaktionsschnelleren Motorregelung nachzukommen und gleichzeitig den Zeitaufwand für das Design zu reduzieren, wird dies für die kommende Generation industrieller Systeme einen bedeutenden Fortschritt bedeuten.“
Zügigeres Design dank code- und sensorloser Motorregelung
Die BLDC-Motortreiber MCF8316A und MCT8316A enthalten eine einzigartige Ausstattung an Algorithmen für die Kommutierungssteuerung. Da sich das Entwickeln, Pflegen und Qualifizieren von Motorregelungs-Software hierdurch erübrigt, verringert sich der Zeitaufwand für das Design um Monate. Dank dieser Algorithmen und des hohen Integrationsgrads können diese Motortreiber überdies wichtige Funktionen wie das Erkennen von Motorfehlern übernehmen und durch die Implementierung von Schutzmechanismen auch die Systemzuverlässigkeit steigern. Da die beiden Motortreiber die Rotorlage mithilfe einer integrierten sensorlosen Technologie ermitteln, kommen sie ohne externe Halleffekt-Sensoren aus, was die Systemkosten senkt und die Zuverlässigkeit verbessert.
Der sensorlose, mit Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC) arbeitende Motortreiber MCF8316A extrahiert auf intelligente Weise bestimmte Motorparameter, um den Motor schnell abzustimmen und so unabhängig von Fertigungsschwankungen des Motors auf eine einheitliche System-Performance zu kommen. Der mit trapezförmiger Ansteuerung arbeitende, ebenfalls sensorlose Motortreiber MCT8316A erlaubt Designern die Abstimmung eines Motors mit nur fünf Hardware-Pins, was den Verzicht auf eine Mikrocontroller-Schnittstelle ermöglicht und die Systeme dadurch einfacher macht.
Lesen Sie hierzu auch den Fachartikel „3 ways to speed cycle time when designing with brushless-DC motors”.
Klassenbeste akustische Eigenschaften
Mit ihren fortschrittlichen Echtzeitregelungs-Fähigkeiten helfen die BLDC-Motortreiber MCF8316A und MCT8316A den Entwicklern von Anwendungen wie etwa Luftreinigern, Kühlgeräten, Waschmaschinen und Lüftern dabei, branchenführende akustische Eigenschaften zu erzielen. Der MCF8316A enthält eine patentierte, präzise und automatisch agierende Totzeitkompensations-Technik, die die Verzerrung des Stromprofils ausgleicht und Ingenieuren damit die Möglichkeit zum Optimieren der akustischen Performance bietet. Im Fall des MCT8316A lässt sich die Geräuschentwicklung des Motors mithilfe variabler Trapez-Ansteuertechniken verringern.
Im Application Brief „How to Reduce Motor Noise with Code-Free, Sensorless BLDC Motor Drivers“ erfahren Sie, wie sich die akustischen Merkmale von Gerätedesigns mit den neuen Bauelementen optimieren lassen.
Schnelleres System-Ansprechverhalten durch Echtzeitregelung
Der mit trapezförmiger Ansteuerung arbeitende sensorlose Motortreiber MCT8316A kommt auf eine maximale elektrische Motorgeschwindigkeit von 3,5 kHz und ist damit schneller als jeder andere ohne Code auskommende sensorlose Motortreiber. Dies erhöht die Reaktionsschnelligkeit von Anwendungen wie etwa Saugrobotern, die auf eine schnelle und präzise Motorregelung angewiesen sind.
MCT8316A und MCF8316A sind außerdem die ersten Motortreiber der Industrie, die eine schnelle und kontrollierte Möglichkeit zum Abbremsen eines Motors bieten. Ein Motor lässt sich damit um 50 % schneller anhalten als mit traditionellen Motorregelungs-Techniken. Hinzu kommt, dass das Stoppen des Motors mit diesen Bauelementen ohne unkontrolliertes Rückspeisen von Energie in die Stromversorgung möglich ist, was das System vor Beschädigung schützt.
Verringerung der Leiterplattenfläche um bis zu 70 %
Mit den Motortreibern MCT8316A und MCF8316A ist es möglich, die Leiterplattenfläche um bis zu 70 % zu reduzieren und die Gesamtkosten des Motorsystems zu senken. In jeden Baustein sind drei Gatetreiber und insgesamt sechs high- bzw. low-seitige MOSFETs mit einem RDS(on) von 50 mΩ integriert. Es handelt sich hier somit um die ersten BLDC-Motortreiber, die in 12- und 24-V-Systemen bis zu 70 W Leistung bei einem Scheitelstrom von 8 A ermöglichen. In die Motortreiber integriert sind ferner ein Low-Dropout-Regler (LDO), ein DC/DC-Abwärtsregler und ein Strommessverstärker, sodass bis zu 18 diskrete ICs wegfallen können.
Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise
Vorserien-Versionen des MCT8316A und des MCF8316A sind in 5 mm x 7 mm großen QFN-Gehäusen mit 40 Pins zu Preisen ab 1,75 US-Dollar (ab 1.000 Stück) exklusiv auf TI.com lieferbar. Außerdem besteht auf TI.com die Wahlmöglichkeit zwischen mehreren Zahlungs- und Versandoptionen.
Sehen Sie sich die Demos auf dem virtuellen TI Live! Tech Exchange Event an
TI wird den MCT8316A und den MCF8316A auf seinem virtuellen TI Live! Tech Exchange Event vom 27. bis 29. September 2021 demonstrieren. Während dieser Veranstaltung werden Experten von TI in einer Reihe von Keynotes, Roundtables, Fachsitzungen und Demos auf das Thema Echtzeitregelung sowie auf Designtrends im Automotive- und Power-Management-Bereich eingehen. Weitere Informationen hierzu finden Sie auf ti.com/techexchange.
Über Texas Instruments
Texas Instruments Incorporated (Nasdaq: TXN) ist ein globales Halbleiterunternehmen. Wir entwickeln, produzieren, testen und verkaufen analoge und integrierte Halbleiter für Industrieanwendungen, die Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Kommunikationstechnik sowie Unternehmenssysteme. Wir arbeiten mit Leidenschaft daran, Elektronik mithilfe von Halbleitertechnologie erschwinglich und dadurch die Welt besser zu machen. Diese Einstellung leben wir jeden Tag: Mit jedem Innovationszyklus wird unsere Technologie noch platzsparender, effizienter, zuverlässiger und erschwinglicher, sodass Halbleiter überall in der Elektronik eingesetzt werden können. Dies verstehen wir unter technischem Fortschritt, und so arbeiten wir bereits seit Jahrzehnten. Erfahren Sie mehr auf TI.com.
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