Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

RECOM Power GmbH

Weniger Geräusche und geringerer Stromverbrauch

ON Semiconductors hat einen Stromregler entwickelt (Bezeichnung LC898240), der automatisch die Einstellung des Treiber-Konstantstroms optimiert, sobald sich die Motorlast ändert. Der Schrittmotor wird damit effizienter betrieben, die Bewegung ähnelt der eines BLDC-Motors. Außerdem vermindern sich die Geräuschentwicklung und der Stromverbrauch.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

Die Motorlast wird durch Überwachung der Gegen-EMK (elektromotorische Kraft) in einer Motorwicklung ermittelt (Bild 1). Der LC898240 wird als Companion-Baustein mit einem herkömmlichen Motortreiber verwendet, um so die Ansteuerung des Schrittmotors zu erweitern. Neben einem höheren Wirkungsgrad durch die lastbezogene Anpassung des Wicklungsstroms erzeugt der Baustein auch unabhängige Schrittimpulse und ermöglicht so einen Betrieb ohne Mikroprozessor. Diese Funktion wird durch ein integriertes EEPROM ermöglicht, das neun verschiedene Profile mit 440 Schrittimpulsen speichert, die vom Anwender wählbar sind. Damit stehen Pulssequenzen für zahlreiche Anwendungen zur Verfügung.

Der Chip kann zudem Steuersignale von einem Mikroprozessor interpretieren und als Schnittstellenwandler in einem mikroprozessorgesteuerten Antrieb fungieren. Bild 2 zeigt, wie das gespeicherte Profil aus dem EEPROM des LC898240 auf den Motortreiber-IC übertragen wird.

Der LC898240 kann zusammen mit Motortreiber-ICs verschiedener Nennwerte verwendet werden. Damit stehen die Vorteile BLDC-ähnlicher Bewegung für Schrittmotorantriebe bei verschiedenen Motorströmen zur Verfügung. Die Funktionen des Companion-IC wurden auch in einen Single-Chip-Treiber-IC integegriert: den LV8702V. Dieser Baustein passt sich über eine integrierte Gegen-EMK-Überwachung an die Motorlast an und arbeitet genauso wie der LC898240. Bild 3 illustriert den Aufbau eines effizienten Schrittmotor-Treibers mit einem IC.

Die Leistungsfähigkeit im hocheffizienten On-/Betriebsmodus des LV8702V wurde mit dem hohen Wirkungsgrad im Off-Modus einer herkömmlichen Ansteuerung verglichen. Dabei hat sich herausgestellt, dass eine Ansteuerung mit hohem Wirkungsgrad den Stromverbrauch um bis zu 80% verringern kann.

Wärmebilder des Motors und des LV8702 in jedem Modus zeigen, dass sich beim hocheffizienten bzw. stromgesteuerten Betrieb die Oberflächentemperatur des Treibers und Motors um bis zu 46 bzw. 28 °C verringert. Damit erhöht sich auch die Zuverlässigkeit des Systems um ein Vielfaches.

Fazit: Schrittmotoren sind eine attraktive Lösung für Antriebe in kostengünstigen Anwendungen wie Büromaschinen, Geldautomaten, POS-Terminals und zahlreichen industriellen Anwendungen. Um mehr Leistungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit zu einem attraktiven Preis zu bieten, hat ON Semi zwei wesentliche Aspekte bei der Motorsteuerung verbessert, um einen höheren Wirkungsgrad, eine geringere Wärmeentwicklung und einen leiseren und sanften Betrieb zu erzielen.

Eine Stromreglung und die vorprogrammierte Pulserzeugung lassen sich diskret oder integriert zu den Treiberschaltkreisen hinzufügen. Damit steht genügend Flexibilität zur Verfügung, um einen mikroprozessorgesteuerten oder einen mikroprozessorfreien Betrieb für optimale Performance, Kosten und Baugröße zu ermöglichen.

* Koji Yamada ist Regional Marketing Manager bei ON Semiconductor in Tokyo/Japan.

(ID:44101457)