Nová generácia „polovodičových ovládačov motorov“ od spoločnosti Infineon Integrovaná, výkonná a

8. decembra 2015, 13:39 | Karin Zühlke

Všetko na palube: diagnostické nástroje, ochranné funkcie a ovládanie

generácia

Integrovaný dizajn zaisťuje minimálnu únikovú indukčnosť.

Ďalším vrcholom NovalithIC sú diagnostické funkcie, napr. Meranie prúdu. Bez ďalších opatrení má presnosť najmenej ± 28%. „Vďaka jednoduchej koncovej kalibrácii môže dosiahnuť ± 10%, pri ďalších opatreniach, ako je teplotná kompenzácia, dokonca ± 3%,“ hovorí Dr. Johannes Breitschopf.

Na detekciu nadprúdových situácií používa rodina NovalithIC samostatnú funkciu interného merania prúdu, ktorá meria prúd, ktorý preteká cez prepínač HS a LS. Ak je indukčná záťaž, napríklad motor, riadená integrovaným obvodom, táto detekcia nadprúdu zabezpečí, že prúd bude obmedzený krátkym vypnutím príslušného spínača. Používateľ dostane definovaný stav na stavovom kolíku IS, ktorý je možné vyhodnotiť v mikrokontroléri. Mathias Müller vysvetľuje: »To možno tiež použiť na optimalizáciu okruhu. Napríklad v motore môžu vzniknúť vysoké spätné prúdy, keď je náhle vypnutý z dôvodu systémových účinkov. Môžu byť redukované prídavným obvodom, alebo je celý obvod navrhnutý tak, aby vydržal vysoké zaťaženie. Obe metódy sú zložité a zahŕňajú ďalšie náklady. Iné je to s NovalithIC, ktorý obmedzuje prúd na zadanú hodnotu a tým všetko reguluje automaticky. “

Na ochranu proti prehriatiu je na logický čip umiestnený teplotný senzor, ktorý je umiestnený priamo na p-kanálovom MOSFETe. »Dizajn NovalithIC je obzvlášť efektívny. Zatiaľ čo teplotu je možné odhadnúť iba zhruba pomocou diskrétneho obvodu s externými MOSFET, integrovaná konštrukcia NovalithIC umožňuje jej meranie priamo na objekte, “hovorí Dr. Broadhead. Integrovaná ochrana proti podpätiu zabráni nekontrolovanému pohybu pripojeného motora v prípade podpätia. NovalithIC je navyše chránený proti skratu kombináciou obmedzenia prúdu a ochrany proti prehriatiu. To znamená bezpečnosť z hľadiska skratov k zemi alebo napájacieho napätia, ale aj skratu v záťaži. Ďalšou výhodou NovalithIC je jednoduché ovládanie: »V prípade konštrukcie s polovičným mostíkom s externými MOSFETmi musí užívateľ zabezpečiť napríklad to, aby pri prepínaní MOSFETov nemohlo dôjsť k skratom, krížovým prúdom alebo„ prestreleniu “. Pri NovalithIC naopak používateľovi stačí prepnúť logický pin, napríklad z vysokého na nízky, a budiaci obvod NovalithIC riadi prepínanie MOSFETov, “vysvetľuje Mathias Müller.

Ovládanie motora so zabudovanou funkčnou bezpečnosťou

Všetky NovalithIC spĺňajú štandard AECQ-100 a pracujú až do Tj = 150 ° C. V zásade sú preto vhodné pre všetky automobilové aplikácie, napríklad pre konštrukcie motorov s jednosmerným prúdom alebo jednosmerné motory (jednosmerné a obojsmerné) alebo dokonca trojfázové jednosmerné motory, ako aj ventilátory kúrenia/klimatizácie, ovládače strešného okna a elektricky nastaviteľné sedadlá. Pretože integrované obvody môžu byť prevádzkované až do 40 V, dajú sa použiť aj v priemyselných aplikáciách, napríklad v bielom priemysle a nástrojoch. „Nový IC Infineon ponúka výhodu aj pre aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti, napríklad keď sa na obojsmerné riadenie používajú dva IC v prevedení H-bridge. Takéto dizajny automaticky ponúkajú nadbytočnosť v logike radiča, “dodáva Mathias Müller. „Pretože každý NovalithIC má svoj vlastný riadiaci čip, môže vývojár bezpečne zastaviť motor pomocou druhého IC, ak jeden IC zlyhá. Pri diskrétnom dizajne, v ktorom iba jeden ovládač mostíka H ovláda štyri MOSFET, dochádza v tomto prípade k úplnej strate kontroly alebo je potrebné prijať ďalšie protiopatrenia. ““

Arduino štít pre masový trh

Spoločnosť Infineon tiež vidí veľký potenciál pre rodinu NovalithIC na masovom trhu a na trhu katalógovej distribúcie. Z tohto dôvodu výrobca vyvinul štít s dvoma BTN8982, ktorý je kompatibilný s Arduino. Je zameraný na akýkoľvek typ riadenia pre jednosmerné motory s jednosmerným alebo dvoma jednosmernými motormi s výkonom do 250 W. NovalithIC môže riadiť až 55 A. Z dôvodu tepelných obmedzení vyplývajúcich z veľkosti štítu a usporiadania sa však odporúča štít nepoužívať na trvalú prevádzku s výkonom viac ako 250 W. Dizajn DC Control Control Shield pre Arduino obsahuje aj ochranu proti prepólovaniu, ktorá je implementovaná MOSFETom umiestneným v obvode. Je k dispozícii u spoločnosti Rutronik pod objednávkovým kódom ICMOT5135.

Časový diagram prúdového obmedzenia (indukčné zaťaženie).