Micronas präsentiert Systemlösung zur Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren

Embedded Mikrocontroller in Verbindung mit Hall-Effekt-Sensor führt zu innovativem BLDC-Konzept

Brushless DC motor control applications

(PresseBox) Freiburg, 02.03.2010, Micronas (SIX Swiss Exchange: MASN), ein führender Anbieter von innovativen, anwendungsspezifischen Sensor- und IC-Systemlösungen für die Automobil-Elektronik, kündigt die Präsentation eines zukunftsweisenden Konzepts für die Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren (BLDC) an. Die Systemlösung umfasst Micronas Hall-Effekt-Sensoren für die Kommutierung und den Micronas embedded Mikrocontroller HVC 2480A, ein Flashbasierter 8bit-Mikrocontroller, der direkt mit einer 12V-Versorgungsspannung betrieben werden kann.

Mit der angekündigten Systemlösung adressiert Micronas den schnell wachsenden Markt für Anwendungen, die nach Sensorbasierten bürstenlosen Gleichstrommotoren verlangen. Viele Motor-Applikationen mit elektrischer Kommutierung werden zur bürstenlosen Kommutierung übergehen. Dafür spricht insbesondere die erhöhte Leistungsfähigkeit - speziell in Automotive-Umgebungen.

Bereits heute werden in vielen BLDC-Anwendungen Hall-Sensoren für die Motor-Kommutierung eingesetzt. Abhängig von den Anforderungen an die jeweilige Applikation werden hauptsächlich ein bis drei digitale Hall-Schalter (Micronas Hall-Effekt-Sensor-Familien HAL 2xy oder HAL 5xy) eingesetzt. Die extrem zuverlässigen Hall-Sensoren beinhalten aktive Kompensations-Schaltungen, um konstante magnetische Kennwerte über den gesamten Versorgungsspannungs- und Temperaturbereich zu garantieren und den Einfluss von Prozessschwankungen zu begrenzen. Die integrierte aktive Offset-Kompensation führt zu magnetischen Parametern, die robust gegenüber mechanischen Stress-Effekten sind. Sie verhindert Offset-Einflüsse auf den Signalpfad als auch den Einfluss von mechanischem Gehäusestress, der durch Umspritzen, Löten und Temperatureffekte entsteht.

Dank grossem Betriebstemperatur-Bereich und unterschiedlichem Genauigkeits- und Auflösungsvermögen können Applikationen für Einsatzfelder wie Automotive, Industrie und Haushalt adressiert werden, wobei ein ausgezeichnetes Preis-/Leistungsverhältnis erreicht wird. Die Steuerung der Rückkopplungs-Schleife erledigt der Micronas HVC 2480, ein Mitglied der embedded Mikrocontroller-Familie HVC 2xyzA. Sie bietet eine sehr hohe Integrationsrate an embedded-Funktionalitäten und bewahrt dabei die Flexibilität universeller Mikrocontroller.

Dank des internen Spannungsreglers kann der HVC direkt an einer unstabilisierten 12V-Spannungsversorgung betrieben werden. Ein schaltbarer 5V-Ausgang kann zur Versorgung von 5V-Schaltungen genutzt werden. Integrierte Schaltungsblöcke - prädestiniert für Anwendungen zur Motoransteuerung - ermöglichen ein kompaktes Design bei Erhaltung der Vorteile einer Mikrocontrollerbasierten Architektur.

Die weiterentwickelten PWM-(Pulse-Weiten-Modulation)-Module erlauben eine leichte Implementierung von Ansteuertechniken mit der entsprechenden Modulationsart (sinusförmig oder Raumvektormodulation). Triggert man die A/D-Wandler mittels PWM, kann man so auf einfache Weise den Stromfluss überwachen. Die vier A/D-Wandler erlauben eine synchrone Erfassung vieler Signale wie z.B. der Versorgungsspannung.

Der integrierte Verstärker zur Stromüberwachung und der embedded Power-MOS-Kurzschluss-Schutz minimieren die Anzahl der Bauelemente, die für eine komplette Anwendung mit bürstenlosem Gleichstrommotor benötigt werden.

Bei LINbasierten Applikationen ermöglicht der integrierte LIN-Bus-Treiber einen weiteren Schritt in Richtung kleinerer Leiterplatten, während die weiterentwickelte LIN-UART-Schnittstelle die CPU-Belastung im Umgang mit dem LIN-Protokoll minimiert.

Der On-Chip-Temperatursensor erlaubt die Erkennung ungewöhnlicher Betriebszustände, wie sehr kalte/heisse Umgebungen und leitet die entsprechenden Gegenmassnahmen ein (z.B. die Reduzierung der Stromstärke im Motor). Für eine erhöhte Zuverlässigkeit besitzt der Mikrocontroller Schaltungen zur Unter-/Überspannungserkennung sowie für den Übertemperaturschutz.

Alle Mitglieder der HVC-Familie können im Temperaturbereich von Tambient = -40 to +125 °C betrieben werden, der für die raue Umgebung der Automobilelektronik notwendig ist. Für Hochtemperatur-Anwendungen sind ROM-Versionen verfügbar.

Die Mikrocontroller-Familie HVC bietet eine grosse Palette an Energiespar-Modi mit Stromaufnahmen bis hinunter zu 20 ?A, wobei die Daten im RAM erhalten bleiben, um ein schnelles System-Wake-Up zu ermöglichen. Das On-Chip-EEPROM erlaubt das nichtflüchtige Speichern von Daten über den gesamten Betriebstemperatur-Bereich.

Micronas wird seine BLDC-Systemlösung auf der Messe "embedded world 2010" in Nürnberg (Stand 12-236) vom 2. bis 4. März vorstellen.

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Über Micronas

Micronas (SIX Swiss Exchange: MASN), ein weltweit operierender Halbleiterentwickler und hersteller, ist ein führender Anbieter innovativer Sensor- und IC-Systemlösungen für den Bereich Automobilelektronik. Micronas offeriert eine Auswahl an Hall-Sensoren und Mikrocontrollern für Automobil- und Industrieanwendungen für z. B. Armaturenbrett, Chassis sowie Motormanagement und Komfortfunktionen.

Micronas zählt alle bedeutenden Hersteller der Automobilelektronik weltweit zu ihren Kunden, viele davon in einer dauerhaften Partnerschaft, die auf den gemeinsamen Erfolg ausgerichtet ist. Sitz der Holding ist in Zürich (Schweiz), der operative Hauptsitz in Freiburg (Deutschland). Weitere Informationen über die Gruppe und ihre Produkte erhalten Sie unter www.micronas.com.