Treiber-Baustein Skalierbarer Treiber-IC für H-Brücken-Konfiguration steuert Leistungs-DC-Motoren bis 500 W in Kfz-Anwendungen

Um Gewicht im Kfz zu sparen werden immer kleinere Elektromotoren verbaut. Diese müssen zum Erzielen eines geeigneten Drehmoments deshalb mit höheren Strömen betrieben werden; in der Anlaufphase ebenso wie im Dauerbetrieb. Das hat Auswirkung auf das Schaltungsdesign. An zwei Applikationsbeispielen zeigt dieser Beitrag, wie ein H-Brücken-MOSFET-Treiber die Aufgabe löst.

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IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

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In Automotive-Anwendungen kommt eine immer größere Zahl leistungsstarker Gleichstrommotoren zum Einsatz. Der Zwang der Automobilhersteller, das Gewicht ihrer Fahrzeuge zu senken, wirkt sich auch auf die Größe dieser Motoren aus. Sie sind inzwischen kleiner und leichter geworden und müssen zum Erzielen eines geeigneten Drehmoments deshalb mit höheren Strömen betrieben werden. In der Anlaufphase ebenso wie im Dauerbetrieb. Hinzu kommt der Trend, die Motoren mit immer mehr Regel- und Diagnosefunktionen auszustatten, woraus sich eine weitere Herausforderung ergibt: Wie lassen sich diese Motoren mit ihrem hohen Strombedarf so ansteuern, dass eine ausgefeilte Regelung möglich ist, ohne für die Hersteller der Ansteuermodule übermäßige Probleme heraufzubeschwören?

Das Anwendungsgebiet der Motoren ist vielfältig und reicht vom Anstriebsstrang (neue Start/Stopp-Funktionen, Ventiltrieb, Umschaltung zwischen Zwei- und Vierradantrieb) über Sicherheitslösungen (Gurtstraffer, ABS) bis zu Funktionen im Karosseriebereich (Schiebedachantrieb, Fensterheber, Sitzverstellung, Betätigung von Kofferraumdeckel und Schiebetür). Zur Ansteuerung werden hier größtenteils Lösungen auf Halbleiterbasis eingesetzt, die herausragende Diagnosefähigkeiten mit optimierter Platzausnutzung kombinieren und dadurch am besten für gewichtsreduzierte Systeme geeignet sind.

Allerdings stellt sich dabei die Frage, wie angesichts der hohen Ströme die entstehende Abwärme abgeleitet werden kann. Schließlich darf die interne Sperrschichttemperatur eines Automotive-Bausteins nicht über 150 bis 175 °C steigen. Auf diesen Bereich begrenzen interne Schutzschaltungen die Temperatur, um einen überhitzungsbedingten Ausfall des Bausteins zu verhindern.

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