Miniaturowe sterowniki bramki i tranzystory MOSFET do sterowania silnikiem

Firma Texas Instruments (TI) przedstawiła dwie nowe rodziny układów, które pozwolą zmniejszyć rozmiary i wagę systemów kontroli silnika. Są to układy DRV832x – sterowniki bramki bezszczotkowych silników prądu stałego (BLCD) oraz bloki zasilania CSD88584/99 NexFET. Razem zajmują one 511 mm² – o połowę mniej, niż rozwiązania konkurencyjne.

Sterowniki bramki BLCD DRV832x wykorzystują pomysłową architekturę, która pozwala wyeliminować do 24 różnych komponentów, tradycyjnie używanych do stabilizacji prądu bramki a jednocześnie pozwalających projektantom swobodnie regulować przełączanie tranzystora FET w celu zoptymalizowania zużycia mocy i kompatybilności elektromagnetycznej. Natomiast bloki zasilania CSD88584Q5DC oraz CSD88599Q5DC wykorzystują dwa tranzystory FET ułożone jeden na drugim, co pozwoliło podwoić gęstość mocy i zminimalizować rezystancję FET oraz pojemności pasożytnicze występujące zazwyczaj w tranzystorach FET umiejscowionych obok siebie.

Stosowanie układów CSD88584/99 wraz z DRV832x ma niepowtarzalne zalety, takie jak uzyskanie maksymalnej gęstości mocy (700 W bez stosowania radiatora – jest to wynik o 50% lepszy od konwencjonalnych rozwiązań, uzyskany bez zwiększania wymiarów urządzenia), wysoki prąd znamionowy, optymalna ochrona systemu w postaci przeciwdziałania niepożądanemu włączeniu tranzystora FET, a także ochrona przed zbyt niskim napięciem, zbyt wysokim prądem i przegrzaniem, najlepsze parametry termiczne uzyskane dzięki specjalnym obudowom boków zasilania, a ponadto sprawne przełączanie.

Projekt referencyjny silnika BLCD zasilanego napięciem 18 V pokazuje, w jaki sposób sterownik bramki DRV8323 i blok zasilania CSD88584Q5DC są w stanie dostarczyć moc o gęstości 11 W/cm³. Takie możliwości pozwalają inżynierom na realizację mniejszych i lżejszych elektronarzędzi, zintegrowanych modułów silnikowych, dronów i innych produktów.

Inżynierowie mogą zapoznać się też z innymi referencyjnymi projektami silników, które wykorzystują bloki zasilania i sterowniki bramki w celu rozwiązania problemów projektowych. Moduł ewaluacyjny dla trójfazowych sterowników bramki pozwala na wysterowanie trójfazowego silnika BLCD prądem 15 A przy pomocy zestawu projektowego LaunchPad z mikrokontrolerem MSP430F5529, sterownika bramki DRV8323R i bloku zasilania CSD88599Q5DC.  Moduł EVM jest dostępny w serwisie TI Store.

Nowe zaawansowane sterowniki bramki dla silników BLCD DRV832x są dostępne w wielu wariantach różniących się układami peryferyjnymi i interfejsami, dzięki czemu inżynierowie mogą wybrać model najbardziej odpowiedni do swojego projektu. Do wyboru jest wariant ze zintegrowaną przetwornicą obniżającą napięcie lub bez oraz trzy zintegrowane wzmacniacze z bocznikiem. Każdy z modeli ma interfejs sprzętowy lub interfejs komunikacji szeregowej i mieści się w obudowie QFN. Bloki zasilania CSD88584/99 mieszczą się w małych obudowach DualCool typu SON – do wyboru są wariantu o napięciu znamionowym 40 lub 60 V. Wszystkie układy są już dostępne.

Dodatkowe produkcje TI i materiały dla projektantów sterowników silników:

• Wpis na blogu – Jak zmniejszyć rozmiary płytek PCB systemów sterowania silnikiem.
• Dobór tranzystorów mocy MOSFET lub bloków zasilania do danego projektu.
• Dodatkowe informacje na temat zaawansowanej architektury sterowników bramek.
• Dodatkowe informacje i pomoc można uzyskać na forum społeczności TI E2E poświęconemu sterownikom silników.