Designer können die Leistungsdichte von Antrieben für beengte Platzverhältnisse verdoppeln

 
23 Mai, 2017

DALLAS – Texas Instruments (TI) (NASDAQ: TXN) präsentierte heute zwei neue Bausteinfamilien, die bei der Größen- und Gewichtsreduzierung von Antriebs-Anwendungen helfen. Gemeinsam eingesetzt, benötigen die für bürstenlose Gleichstrommotoren (Brushless DC – BLDC) vorgesehenen Gatetreiber der Reihe DRV832x und die NexFET™ Power Blocks der Typen CSD88584/99 nur 511 mm², das ist die Hälfte der Leiterplattenfläche konkurrierender Lösungen.

Die BLDC-Gatetreiber DRV832x basieren auf einer intelligenten Gatetreiber-Architektur. Diese ersetzt bis zu 24 Bauelemente, die traditionell zum Einstellen des Gatetreiberstroms eingesetzt wurden. Gleichzeitig erlauben Sie den Designern ein einfaches Anpassen der FET-Schaltvorgänge zur Optimierung der Verlustleistung und der EMV-Eigenschaften. Die Power Blocks CSD88584Q5DC und CSD88599Q5DC nutzen zwei FETs in einer speziellen Stacked-Die-Konfiguration, die die Leistungsdichte verdoppelt und den Widerstand und die parasitären Induktivitäten gegenüber nebeneinander angeordneten FETs minimiert.

Ein Referenzdesign mit einem kompakten 18-Volt-BLDC-Motor demonstriert, wie der Gatetreiber DRV8323 und der Power Block CSD88584Q5DC eine Leistungsdichte von 11 W/cm³ erzielen und Starthilfe für das Design kleinerer und leichterer Elektrowerkzeuge, integrierter Motormodule, Drohnen usw. bieten. Weitere Informationen auf www.ti.com/smallmotordesign-pr-eu.

 

Vorteile beim gemeinsamen Einsatz von CSD88584/99 und DRV832x

  • Maximale Leistungsdichte: Die kombinierte Lösung liefert 700 W Motorleistung ohne Kühlkörper und stellt ohne zusätzlichen Platzbedarf einen um 50 % höheren Strom zur Verfügung.
  • Höherer Scheitelstrom: Wie das 18-V-BLDC-Referenzdesign demonstriert, sind der intelligente Gatetreiber und der Power Block in der Lage, mehr als eine Sekunde lang einen Spitzenstrom von über 160 A zu liefern.
  • Optimaler Schutz für das System: Die Kombination ermöglicht kürzere Leiterbahnen und verhindert aktiv ein ungewolltes Einschalten der FETs. Gleichzeitig wird Schutz vor Unterspannungen, zu hohen Strömen und Überhitzung geboten.
  • Überragende thermische Eigenschaften: Die Power Blocks CSD88584Q5DC und CSD88599Q5DC besitzen das thermisch optimierte DualCool™-Gehäuse von TI. Dieses ermöglicht Designern die Anbringung eines Kühlkörpers an der Oberseite der Bausteine, um den Wärmewiderstand zu reduzieren und dafür zu sorgen, dass mehr Leistung dissipiert werden kann, ohne den Bereich der sicheren Betriebstemperaturen für das Board und die Applikation insgesamt zu verlassen.
  • Saubere Schaltvorgänge: Der ‚Switch-Node Clip‘ der Power Blocks hilft bei der Beseitigung parasitärer Induktivitäten zwischen den high- und low-seitigen FETs. Die Integration passiver Bauelemente im Gatetreiber DRV832x minimiert außerdem die Leiterbahnen auf dem Board.

 

Tools und Support als Starthilfe beim Design

Neben dem 18-V-BLDC-Motor-Referenzdesign stehen Ingenieuren noch weitere Motor-Referenzdesigns zur Verfügung, in denen die Power Blocks und Gatetreiber zum Einsatz kommen. Das Three-Phase Smart Gate-Driver Evaluation Module (EVM) ermöglicht Designern das Ansteuern eines 15 A Dreiphasen-BLDC-Motors mit dem Gatetreiber DRV8323R, dem Power Block CSD88599Q5DC und dem Microcontroller LaunchPad™ Development Kit MSP430F5529. Das EVM ist für 99,- US-Dollar im TI Store erhältlich.

 

Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise

Die neuen intelligenten Gatetreiber der Reihe DRV832x gibt es mit verschiedenen Peripherie- und Interface-Optionen, damit Ingenieure den besten Baustein für ihren Anwendungsfall auswählen können: mit oder ohne integrierten Abwärtswandler oder drei integrierte Current-Shunt-Verstärker. Jede Option ist mit einem Hardware-Interface oder mit serieller Schnittstelle lieferbar und besitzt ein QFN-Gehäuse (Quad Flat No-lead). Die Power Blocks CSD88584/99 werden in einem DualCool SON-Gehäuse (Small Outline No-lead) angeboten und bieten Durchbruchspannungen (BVDSS) von wahlweise 40 oder 60 V. Alle Bausteine sind umgehend lieferbar. Preise und Gehäuse sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.

 

Produkt

Preis in USD

(ab 1.000 Stück)

Gehäusemaße

Wichtige Eigenschaften

DRV8320

$1,41

5 x 5 mm

Intelligenter Gatetreiber

DRV8320R

$2,00

6 x 6 mm

Integrierter Abwärtsregler

DRV8323

$1,66

6 x 6 mm

Integrierte Current-Shunt-Verstärker

DRV8323R

$2,26

7 x 7 mm

Integrierter Abwärtsregler und Current-Shunt-Verstärker

CSD88584Q5DC

$2,34

5 x 6 mm

BVDSS: 40 V, Typ. Einschaltwiderst.: 0,68 mΩ

CSD88599Q5DC

$2,63

5 x 6 mm

BVDSS: 60 V, Typ. Einschaltwiderst.: 1,7 mΩ

 

Produkte und Ressourcen von TI für das Design von Antrieben

 

Über Texas Instruments

Texas Instruments Incorporated (TI) ist ein weltweites Halbleiterdesign- und Produktionsunternehmen, das Analog-ICs und Embedded-Prozessoren entwickelt. Durch den Einsatz der hellsten Köpfe der Welt schafft TI Innovationen, die die Zukunft der Technologie gestalten. TI hilft mehr als 100.000 Kunden heute die Zukunft zu verändern. Erfahren Sie mehr unter http://www.ti.com.

 

Marken

DualCool, LaunchPad, NexFET und TI E2E sind Marken von Texas Instruments. Alle eingetragenen Marken und anderen Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. 

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