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Treiber-IC für bürstenlose Drehstrommotoren

19. November 2019, 15:43 Uhr | Hagen Lang

Toshiba Electronics Europes neuer Treiber-IC (Predriver) für die Ansteuerung bürstenloser Drehstrommotoren bietet eine intelligente Phasenregelung. Damit ist ein optimierter Betrieb verschiedener Anwendungen möglich, u.a. von Serverlüftern, Gebläsen und Pumpen mit hohen Drehzahlen.

Steigende Serverkapazität und -leistungsfähigkeit bedingen physikalisch größere Lüfter mit höheren Drehzahlen, um überschüssige Wärme abzuleiten. Ebenso arbeiten kleine Gebläse, Staubsauger und Pumpen auch mit hohen Drehzahlen, um eine hohe Leistungsfähigkeit zu erzielen. Der neue TC78B027FTG von Toshiba Electronics Europe ist ein Controller für bürstenlose Motoren, der einen Treiber zur Ansteuerung verschiedener externer MOSFETs enthält.

Der neue Controller ermöglicht eine intelligente Phasenregelung (InPAC; Intelligent Phase Control) und Drehzahlregelung. InPAC sorgt für effiziente Antriebe, indem die Phasen der Antriebsspannung und des Antriebsstroms synchronisiert werden, wodurch dem Motor maximale Wirkleistung zugeführt wird. Dies ist ohne Kompensation nicht möglich und erfordert erhebliche Motorcharakterisierungen während der Entwicklung sowie betriebliche Anpassungen in Echtzeit, um einen optimalen Wirkungsgrad über den gesamten Drehzahlbereich zu erzielen. InPAC ist eine automatische Funktion, die während der Entwicklungsphase nur eine einfache Initialisierung erfordert. Damit minimiert sich der Anpassungsaufwand wie auch die Entwicklungsdauer.

Die Wahl fällt auf eine Drehzahlregelung mit offenem oder geschlossenem Regelkreis. Die Drehzahlregelung mit geschlossenem Regelkreis hält die Motordrehzahl bei dynamischen Leistungs- und Lastschwankungen aufrecht. Dies ist bei betriebskritischen Anwendungen wie Serverlüfter und andere Kühlanwendungen wichtig. Die genaue Regelung der Drehzahl erfolgt über den integrierten nichtflüchtigen Speicher (NVM), sodass beim TC78B027FTG keine externe MCU für die Drehzahlregelung erforderlich ist.

Der Baustein lässt es zu, dass ein Motor mit einem einzigen Hall-Sensor oder ein herkömmlicher Motor mit drei Hall-Sensoren zum Einsatz kommt. Der Controller ermöglicht auch die Wahl zwischen einem analogen oder digitalen Hall-Signal zur Erfassung der Rotorposition. Entwickler erhalten dadurch mehr Flexibilität bei der Wahl des Motors.

Der neue Controller wird im kleinen VQFN24-Gehäuse (4mm x 4mm x 0,9mm) ausgeliefert und arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 5 bis 16V. Er kann entweder ein PWM- oder ein analoges Eingangssignal verarbeiten, und die Sinus-Ansteuerung verfügt über eine Softstart-Funktion für den präzisen Anlauf von Motoren. Für Anwendungen mit geringerer Leistung steht der voll integrierte Treiber-IC TC78B025FTG bereit, der für 16V/3,5A ausgelegt ist. Zusätzliche Informationen sind online erhältlich.