Micronas präsentiert Systemlösung für Anwendungen mit bürstenlosen Gleichstrommotoren (PR1102)

Embedded Mikrocontroller für kleine BLDC Systemlösungen

Freiburg, 28. Februar 2011 – Micronas (SIX Swiss Exchange: MASN), ein führender Anbieter von innovativen, anwendungsspezifischen Sensor- und IC-Systemlösungen für Anwendungen im Automobil und in der Industrie, stellt eine optimierte Systemlösung für den Antrieb bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC) vor. Die Systemlösung beinhaltet den embedded Mikrocontroller HVC 2480B von Micronas, ein flash-basierter 8-Bit-Mikrocontroller, der direkt mit einer 12V-Versorgungsspannung betrieben werden kann und mit einer integrierten Dreiphasenansteuerung für BLDC-Motoren bis 300mA Nennstrom ausgestattet ist.

Mit der eingeführten Systemlösung adressiert Micronas den schnell wachsenden Markt für Anwendungen mit bürstenlosen Motoren. Viele dieser Anwendungen im Bereich Gleichstrom- und Schrittmotoren werden in Zukunft mit bürstenlosem Motor realisiert, da diese hinsichtlich Energieverbrauch, Platzbedarf, Zuverlässigkeit und Geräuschemission herkömmlichen Motoren überlegen sind.

Je nach Systemanforderung verwenden heutige BLDC-Anwendungen zur Kommutierung und Bestimmung der Rotorposition entweder Hall-Effekt-Sensoren oder werten die elektromotorische Gegenkraft (BEMF – Back Electromotive Force) aus. Zusätzlich zu den Standard-Hall-Sensor-Schnittstellen verfügt der HVC 2480B über integrierte Komparatoren und einen virtuellen Sternpunkt als Referenz zur BEMF für die Positionsdetektion des Rotors. Ein externes Widerstandsnetzwerk ist nicht erforderlich.

Der HVC 2480B verfügt über drei integrierte Halb-Brücken, die einen maximalen Strom von 600 mA liefern und ist dadurch als Single-Chip-Lösung zum Betrieb bürstenloser Motoren ideal geeignet.

Obwohl der HVC 2480B hauptsächlich auf Elektromotoren kleinerer Leistung ausgerichtet ist, stehen sechs Spezial-Treiberstufen mit hoher Impulsstrombelastbarkeit zur Verfügung, um für Elektromotoren größerer Leistung die erforderliche externe Leistungsstufe direkt anzusteuern.

Der HVC 2480B bietet einen sehr hohen Integrationsgrad an Funktionalität für den embedded-Einsatz und bewahrt sich gleichzeitig die Flexibilität eines Standard-Mikrocontrollers. Integrierte Funktionen zur Motorsteuerung ermöglichen eine sehr kompakte Applikationsschaltung und erhalten gleichzeitig die Flexibilität einer Mikrocontroller-basierten Architektur.

Der HVC 2480B kann direkt an eine ungeregelte 12V-Stromversorgung angeschlossen werden, wobei sein schaltbarer 5V-Ausgang die 5V-Peripherie versorgt. Die leistungsfähigen PWM-Module erlauben eine einfache Implementierung von sinusförmiger Ansteuerung und Raumzeiger-modulationstechniken. Das Triggern des A/D-Wandlers auf die PWM gestattet auf einfache Weise die synchrone Erfassung des Stroms. Der vierstufige A/D-Wandler ermöglicht die schnelle sequentielle Erfassung verschiedener Signale, zum Beispiel Stromversorgung und Motorphasenspannung.

Der integrierte Verstärker zur Strommessung und der Power-MOS-Kurzschlussschutz minimieren darüber hinaus die Zahl erforderlicher externer Komponenten für eine komplette BLDC-Applikation.

Der integrierte LIN-Bus-Treiber ermöglicht bei LIN-basierten Anwendungen einen weiteren Schritt in Richtung immer kleiner werdender Leiterplatten und die optimierte LIN-UART minimiert die CPU-Belastung bei Verarbeitung von LIN-Protokollen.

Der Temperatursensor des Chips gestattet die Detektion ungewöhnlicher Betriebsbedingungen, wie beispielsweise eine sehr kalte oder sehr heisse Umgebung und ermöglicht das Einleiten geeigneter Gegenmassnahmen, wie zum Beispiel die Reduzierung des Motorstroms. Der Mikrocontroller besitzt eine Unter- und Überspannungsüberwachung sowie einen Übertemperaturschutz und erreicht so eine hohe Zuverlässigkeit.

Dieser Mikrocontroller bietet eine Reihe von Energiesparmodi mit einem Stromverbrauch von weniger als 100 µA, wobei der RAM-Inhalt erhalten bleibt und so einen schnellen Systemstart ermöglicht. Das EEPROM auf dem Chip gewährleistet die nichtflüchtige Datenspeicherung über den gesamten Temperaturbereich.

Der HVC 2480B ist aufgrund seiner Funktionalität für die embedded-Anwendung in Lüftern, Pumpen und Universal-Aktuatoren besonders geeignet.

Micronas wird seine BLDC-Systemlösung vom 1. bis 3. März auf der Messe „embedded world 2011“ in Nürnberg, Halle 12, Stand 12-424, vorstellen.