BLDC-Motoransteuerung in nur einem Tag

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Als Interface zu den sechs n-Kanal-MOSFETs kommt ein B6-Brückentreiber (TLE7184F) zum Einsatz. Dieser beinhaltet neben den kompletten Treiberstufen auch Zusatz- und Schutzfunktionen, die den externen Beschaltungsaufwand auf ein Minimum reduzieren.

Brückentreiber als Schnittstelle zwischen MCU und Leistungsstufe

Die Applikationsschaltung wird aus den Treiberkarten mit dem XC886 oder XC2238N und einem 3-Phasen-Inverter, der mit für die Automobilelektronik ausgelegten n-Kanal-MOSFETs und Spannungsreglern von Infineon ausgestattet ist, sowie dem BLDC-Motor aufgebaut (Bild 1). Das Interface zwischen der MCU und der Leistungsstufe wird mit einem TLE7184F-Brückentreiber realisiert. Der IC aus der 3-Phasen-Brückentreiber-Familie von Infineon kann bis zu sechs externe n-Kanal-MOSFETs treiben.

Weitere Funktionen wie z.B. einstellbare Totzeit und Kurzschluss-Schwellenwerte, sowie Diagnose- und Schutzfunktionen bieten hilfreiche Funktionen und reduzieren den externen Beschaltungsaufwand. Außerdem sorgen sie für eine hohe Systemsicherheit. Als System-Verpolschutz wurde noch ein p-Kanal-MOSFET (IPD90P03) integriert. Der mitgelieferte BLDC-Motor und kundenspezifische Motoren von 12 bis 24 V (bis 20 A) können damit angetrieben werden.

Zum Kit gehört auch ein Softwarepaket mit Motorsteuerungssoftware und einem Echtzeit-Monitoring-Tool (digital isoliert). Das Kit beinhaltet außerdem freie Entwicklungstools sowie eine Design-Umgebung (IDE) mit SDCC-Compiler und Debugger. Mit Hilfe der Motorsteuerungssoftware können die Parameter eines Motors einfach und schnell konfiguriert werden. Die Software beinhaltet dem Quellcode für die sensorlose feldorientierte Regelung des BLDC-Motors.

Optimierte Mikrocontroller und Leistungs-ICs

Darüber hinaus wird die V/f-Steuerung für Induktionsmotoren (ACIM) für eine schnelle Evaluierung unterstützt. Der DriveMonitor ermöglicht den Abruf und das Ändern der Regelparameter in Echtzeit, wobei die Oszilloskop-Funktion eine grafische Darstellung von Geschwindigkeit und Phasenstrom bietet. Der DriveMonitor ist ein USB-Stick mit JTAG-, VCOM (Virtual COM)- und CAN-Schnittstellen. Während das JTAG-Interface für das Herunterladen der Software und das OCDS-Debugging genutzt wird, erfolgt über die CAN-Verbindung das Echtzeit-Monitoring und die Einstellung der Parameter, während die Applikation läuft.

Mit der 8-Bit-Familie XC800 und den 16-Bit-MCUs XC2000 bietet Infineon skalierbare Lösungen für verschiedene Motorregelungskonzepte in Automobilen (Bild 2). Das Spektrum reicht dabei von Blockkommutierung mit Hall-Sensoren bis hin zur dualen feldorientierten, sensorlosen Regelung.

Die XC800-Familie basiert auf der Standard-8051-Architektur. Die 8-Bit-MCUs bieten verschieden große Flashspeicher (2 bis 64 KByte) und integrieren Oszillator, Spannungsregler, EEPROM sowie Überwachungs-/Diagnoseschaltungen. Ihre Peripherie unterstützt unterschiedliche Konzepte für Motorregelungen oder die Leistungsumsetzung.

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