Mit den beiden neuen Produkten Apex Precision Power SA306-IHZ und SA57-IHZ hat Cirrus Logic PWM-ICs mit dem branchenweit höchsten Ausgangsstrom zur Ansteuerung von Gleichstrommotoren im mittleren Leistungsbereich vorgestellt. Damit haben die Entwickler erstmals die Möglichkeit, mit einem einzigen Baustein Dreiphasen-DC-Motoren mit oder ohne Bürsten im Betriebsspannungsbereich 9 Volt bis 60 Volt anzusteuern. Die ICs sind für Motoransteuerungen in industriellen Anwendungen bestimmt, z. B. für Automatisierungs-aufgaben in Fertigungs- oder Büroumgebungen, Robotersteuerungen, Produkt-Handling-Einrichtungen sowie Sitzverstellungen und Positionierungssysteme in der Flugzeugindustrie und im Verteidigungswesen.
Bisher mussten zur Ansteuerung von Motoren, die Dauerströme über 3 A benötigen, diskrete Lösungen entwickelt werden, die 50-60 einzelne Bauteile und bis zu 70 Prozent mehr Platz auf der Leiterplatte erforderten. Die neuen Bausteine SA306-IHZ und SA57-IHZ bieten dagegen eine einfachere, hochzuverlässige IC-Lösung, die erstmals bis zu 5 A Dauerstrom (8 A bei den "A"-Versionen) und 15 A Spitzenstrom liefert, und dies in Form eines weniger als zwei Quadratzentimeter großen 64-poligen Power-Quad-Bausteins. Die ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ bieten eine zyklusweise Strombegrenzung und können daher den Motorstrom für jede Motorphase in Echtzeit regeln.
"Mit den Bausteinen SA306-IHZ und SA57-IHZ hat Cirrus Logic eine Leistung erreicht, wie sie bisher nur mit diskreten Lösungen möglich war, was die Zuverlässigkeit erhöht, das Design vereinfacht und Platz spart", sagte Greg Brennan, Vice President, Cirrus Logic Apex Precision Power. "Unter der Produktmarke Apex Precision Power entwickelt Cirrus die Next-Generation-Bausteine SA306-IHZ und SA57-IHZ mit einer Leistung und mit Features, wie sie bisher nur mit diskreten Lösungen realisiert werden konnten."
Einzigartige zyklusweise Strombegrenzung
Mit ihrer einzigartigen Fähigkeit zur zyklusweisen Regelung des Motorstroms ermöglichen die Controller-ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ die Zusammenarbeit der Leistungs-komponenten mit dem Prozessor oder DSP zur Regelung des Stroms in Echtzeit für jede Motorphase, statt lediglich den gesamten Strom auf einen sicheren Wert zu begrenzen. Diese ICs implementieren Stromspiegel in jeder Ansteuerleitung, um den Motorstrom in allen Phasen kontinuierlich zu überwachen und zu regeln und um diesen Strompegel mit einem voreingestellten "sicheren" Grenzwert zu vergleichen. Überschreitet der Strom diesen Grenzwert, schalten die Treiber alle Ausgänge für das Recht des Schaltzyklus ab und setzen sie mit Beginn des nächsten Zyklus zurück.
Ein zusätzlicher Vorteil der zyklusweisen Strombegrenzung ist die Möglichkeit des Sanftanlaufs des Motors, da der Motortreiber den erhöhten Einschaltstrom regeln kann. Bei beiden Bausteinen macht diese Funktionalität ein Derating des maximalen Ausgangsstroms auch bei einem Dauerstrom von 5 A oder höher überflüssig.
Bezüglich der digitalen Schnittstelle ermöglichen die ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ den direkten Anschluss an einen Mikrocontroller (MCU) oder einen digitalen Signalprozessor (DSP). Die oberen und unteren Ausgangs-FETs dieser PWM-Treiber-ICs lassen sich durch direkte Signale vom Prozessor einzeln steuern. Diese Kommunikation umfasst auch eine Stromerkennung für jede Phase. Jeder Strompfad stellt einen eigenen Eingang für den A/D-Wandler des Prozessors dar.
Power Quad-Bauform mit guter Wärmeableitung
Die Verwendung eines 64-poligen Power Quad-Gehäuses für den SA306-IHZ und den SA57-IHZ ermöglicht eine bessere thermische Auslegung der Motoransteuerung. Bei Verwendung einer Aussparung in der Leiterplatte und umgekehrter Montage des ICs bietet der Baustein eine dreimal so gute Wärmeableitung wie bei herkömmlicher Bestückung auf der Leiterplatte. Dieses zum Patent angemeldete Konzept ermöglicht auch eine flachere Bauform der Flachbaugruppe, wenn der IC auf einem Kühlkörper montiert werden muss: Durch "versenkte" Montage des Treiber-ICs kann der Kühlkörper nahezu bündig platziert werden.
Weitere wichtige Design-Vorteil des SA306-IHZ und des SA57-IHZ sind die Einsparmöglichkeiten hinsichtlich System-Layout, Größe und Gewicht. Dies wird durch die Verwendung von Schalttechnik zur Minimierung der Verlustleistung erzielt. Im Vergleich zu einem Linearverstärker benötigt ein Schaltverstärker einen wesentlich kleineren Kühlkörper, ermöglich insgesamt eine kühleren Systembetrieb und erhöht damit die Langzeit-Zuverlässigkeit. Darüber hinaus verwenden der SA306-IHZ und der SA57-IHZ kleinere Filterbausteine, da sie mit Schaltfrequenzen von bis zu 100 kHz arbeiten.
Produktvorführung auf der electronica 2008
Auf der electronica 2008 findet eine Live-Produktvorführung eines bürstenlosen DC-Motors unter Verwendung des Apex Precision Power DB63 Evaluierungskits und des SA306-IHZ statt (bei Avnet Memec in Halle A3, Stand 475). Die ICs SA306-IHZ, SA57-IHZ und die entsprechenden "A"-Versionen befinden sich bereits in der Serienproduktion. Evaluierungskits mit einem vollständig bestückten Demo-Board einschließlich des Treiber-ICs sind verfügbar. Vollständige Produktinformationen siehe www.cirrus.com.
Bisher mussten zur Ansteuerung von Motoren, die Dauerströme über 3 A benötigen, diskrete Lösungen entwickelt werden, die 50-60 einzelne Bauteile und bis zu 70 Prozent mehr Platz auf der Leiterplatte erforderten. Die neuen Bausteine SA306-IHZ und SA57-IHZ bieten dagegen eine einfachere, hochzuverlässige IC-Lösung, die erstmals bis zu 5 A Dauerstrom (8 A bei den "A"-Versionen) und 15 A Spitzenstrom liefert, und dies in Form eines weniger als zwei Quadratzentimeter großen 64-poligen Power-Quad-Bausteins. Die ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ bieten eine zyklusweise Strombegrenzung und können daher den Motorstrom für jede Motorphase in Echtzeit regeln.
"Mit den Bausteinen SA306-IHZ und SA57-IHZ hat Cirrus Logic eine Leistung erreicht, wie sie bisher nur mit diskreten Lösungen möglich war, was die Zuverlässigkeit erhöht, das Design vereinfacht und Platz spart", sagte Greg Brennan, Vice President, Cirrus Logic Apex Precision Power. "Unter der Produktmarke Apex Precision Power entwickelt Cirrus die Next-Generation-Bausteine SA306-IHZ und SA57-IHZ mit einer Leistung und mit Features, wie sie bisher nur mit diskreten Lösungen realisiert werden konnten."
Einzigartige zyklusweise Strombegrenzung
Mit ihrer einzigartigen Fähigkeit zur zyklusweisen Regelung des Motorstroms ermöglichen die Controller-ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ die Zusammenarbeit der Leistungs-komponenten mit dem Prozessor oder DSP zur Regelung des Stroms in Echtzeit für jede Motorphase, statt lediglich den gesamten Strom auf einen sicheren Wert zu begrenzen. Diese ICs implementieren Stromspiegel in jeder Ansteuerleitung, um den Motorstrom in allen Phasen kontinuierlich zu überwachen und zu regeln und um diesen Strompegel mit einem voreingestellten "sicheren" Grenzwert zu vergleichen. Überschreitet der Strom diesen Grenzwert, schalten die Treiber alle Ausgänge für das Recht des Schaltzyklus ab und setzen sie mit Beginn des nächsten Zyklus zurück.
Ein zusätzlicher Vorteil der zyklusweisen Strombegrenzung ist die Möglichkeit des Sanftanlaufs des Motors, da der Motortreiber den erhöhten Einschaltstrom regeln kann. Bei beiden Bausteinen macht diese Funktionalität ein Derating des maximalen Ausgangsstroms auch bei einem Dauerstrom von 5 A oder höher überflüssig.
Bezüglich der digitalen Schnittstelle ermöglichen die ICs SA306-IHZ und SA57-IHZ den direkten Anschluss an einen Mikrocontroller (MCU) oder einen digitalen Signalprozessor (DSP). Die oberen und unteren Ausgangs-FETs dieser PWM-Treiber-ICs lassen sich durch direkte Signale vom Prozessor einzeln steuern. Diese Kommunikation umfasst auch eine Stromerkennung für jede Phase. Jeder Strompfad stellt einen eigenen Eingang für den A/D-Wandler des Prozessors dar.
Power Quad-Bauform mit guter Wärmeableitung
Die Verwendung eines 64-poligen Power Quad-Gehäuses für den SA306-IHZ und den SA57-IHZ ermöglicht eine bessere thermische Auslegung der Motoransteuerung. Bei Verwendung einer Aussparung in der Leiterplatte und umgekehrter Montage des ICs bietet der Baustein eine dreimal so gute Wärmeableitung wie bei herkömmlicher Bestückung auf der Leiterplatte. Dieses zum Patent angemeldete Konzept ermöglicht auch eine flachere Bauform der Flachbaugruppe, wenn der IC auf einem Kühlkörper montiert werden muss: Durch "versenkte" Montage des Treiber-ICs kann der Kühlkörper nahezu bündig platziert werden.
Weitere wichtige Design-Vorteil des SA306-IHZ und des SA57-IHZ sind die Einsparmöglichkeiten hinsichtlich System-Layout, Größe und Gewicht. Dies wird durch die Verwendung von Schalttechnik zur Minimierung der Verlustleistung erzielt. Im Vergleich zu einem Linearverstärker benötigt ein Schaltverstärker einen wesentlich kleineren Kühlkörper, ermöglich insgesamt eine kühleren Systembetrieb und erhöht damit die Langzeit-Zuverlässigkeit. Darüber hinaus verwenden der SA306-IHZ und der SA57-IHZ kleinere Filterbausteine, da sie mit Schaltfrequenzen von bis zu 100 kHz arbeiten.
Produktvorführung auf der electronica 2008
Auf der electronica 2008 findet eine Live-Produktvorführung eines bürstenlosen DC-Motors unter Verwendung des Apex Precision Power DB63 Evaluierungskits und des SA306-IHZ statt (bei Avnet Memec in Halle A3, Stand 475). Die ICs SA306-IHZ, SA57-IHZ und die entsprechenden "A"-Versionen befinden sich bereits in der Serienproduktion. Evaluierungskits mit einem vollständig bestückten Demo-Board einschließlich des Treiber-ICs sind verfügbar. Vollständige Produktinformationen siehe www.cirrus.com.
