Soluzioni per motori CC senza spazzole Texas Instruments/National Semiconductor
Soluzione per motori CC senza spazzole

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Soluzioni per motori CC senza spazzole Texas Instruments/National Semiconductor


Scopri una soluzione di azionamento per motori CC senza spazzole (BLDC) che fornisce un'elaborazione programmabile per numerose applicazioni di motori BLDC, accoppiata a driver MOSFET da 100 V per il controllo avanzato dei motori a coppia elevata. Questa soluzione vincente TI è composta da:

LM5101BMA - Driver MOSFET 100 V
LM3S8971 - Driver/Comando motore integrato Stellaris
AMC1200 - Amplificatore di isolamento
DRV8312 - Driver per motori CC trifase senza spazzole

Risorse aggiuntive:

Guida alle soluzioni per motori TI
Guida alle soluzioni per l'automazione industriale TI

Caratteristiche chiave della soluzione

  • Applicazioni per veicoli elettrici leggeri ed eBike a 48 V e 96 V, che danno autonomia e coppia maggiori
  • Motori mono e trifase, applicazioni con e senza sensori
  • Il processore programmabile consente numerose configurazioni del motore
  • Il motore digitale configurabile consente livelli più elevati di prestazioni e flessibilità del sistema. Per ogni data applicazione, si possono implementare differenti profili di azionamento, ad es. autonomia oppure accelerazione o coppia.
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Soluzioni per motori CC senza spazzole Texas Instruments/National Semiconductor

LM5101BMA

LM5101BMA - Driver MOSFET 100 V

I driver gate ad alta tensione LM5100A/B/C e LM5101A/B/C sono progettati per azionare i MOSFET a canale N sia a monte sia a valle in una configurazione buck sincrona o a mezzo ponte. Il driver flottante a monte è in grado di funzionare con tensioni di alimentazione fino a 100 V. Le versioni "A" erogano 3 A di gate drive, mentre le versioni "B" e "C" erogano rispettivamente 2 A e 1 A. Le uscite sono controllate in modo indipendente con soglie di ingresso CMOS (LM5100A/B/C) o TTL (LM5101A/B/C). Un diodo integrato ad alta tensione carica il condensatore bootstrap del gate drive a monte. Un robusto variatore di livello opera ad alta velocità e basso consumo energetico, fornendo nette transizioni di livello dalla logica di controllo al gate drive a monte.

    Caratteristiche
  • Aziona i MOSFET a canale N, sia a monte sia a valle
  • Ingressi logica driver indipendenti, a monte e a valle
  • Tensione di alimentazione bootstrap fino a 118 V CC
  • Tempi brevi di propagazione (25 ns tipici)
  • Aziona un carico di 1000 pF in 8 ns di incremento e riduzione
  • Eccellente ritardo di propagazione (3 ns tipici)
  • Blocco sottotensione del rail di alimentazione
  • Basso consumo energetico
  • Piedinatura compatibile con HIP2100/HIP2101
    Specifiche
  • 2 uscite
  • Doppia configurazione driver indipendente
  • T. min, 7,5 VCC
  • T. max. 14 VCC
  • Corrente di uscita di picco di 2 A
  • Tempo di incremento 10 ns
  • Tempo di riduzione 10 ns
  • Ritardo propagazione 25 ns
  • Integrato SOIC a 8 piedini
Texas Instruments/National Semiconductor LM5101BMA
L'immagine mostrata è al solo scopo di riferimento. Possono essere disponibili altre
combinazioni piedini/integrato.


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Risorse aggiuntive
    Applicazioni
  • Convertitori push-pull alimentati a corrente
  • Convertitori di potenza a mezzo ponte e a ponte completo
  • Convertitori buck sincroni
  • Convertitore di potenza diretta a due interruttori
  • Convertitori diretti con blocco attivo

Diagramma a blocchi semplificato
Texas Instruments / National Semiconductor LM5101BMA



LM3S8971

LM3S8971 - Driver/Controllo motore integrato Stellaris®

Il microcontrollore Stellaris® LM3S8971 si basa sul nucleo ARM® Cortex™-M3 operante a 50 MHz, con 256 kB di memoria flash e 64 kB di SRAM. Il LM3S8971 presenta inoltre una connettività industriale in tempo reale, MAC/PHY Ethernet 10/100, un controllore CAN, un controllore SSI/SPI e un UART. Il microcontrollore LM3S8971 presenta inoltre funzioni avanzate di controllo dei movimenti, fra cui 6 uscite PWM di controllo dei movimenti con zone morte, un ingresso del codificatore in quadratura per il monitoraggio preciso della posizione e un ingresso di protezione dai guasti per l'arresto a bassa latenza. Il microcontrollore presenta inoltre funzioni analogiche intelligenti, compreso 1 comparatore analogico e 8 canali di conversione analogico-digitale altamente accurata a 10 bit, capace di 1 milione di campionamenti al secondo.

    Caratteristiche
  • Nucleo processore a 32 bit e 50 MHz ARM® Cortex™-M3 con temporizzatore di sistema (SysTick), controllore di interruzioni vettorizzate annidate (NVIC) integrato, unità di protezione della memoria (MPU) e serie di istruzioni Thumb-2
  • Soluzione di debug a funzioni complete con accesso per debug tramite JTAG e interfaccia cavo seriale e controller porta di accesso test conforme a IEEE 1149.1-1990
  • Memoria flash a ciclo singolo da 256 KB e SRAM a ciclo singolo da 64 KB
  • Modulo di ibernazione a bassa potenza con clock in tempo reale
  • 4-38 GPIO (a seconda della configurazione) con controllo programmabile per interruzioni GPIO e configurazione pad
  • Temporizzatore del sistema di controllo ARM conforme a FiRM; quattro moduli temporizzatore generici (GPTM), ognuno dei quali fornisce due temporizzatori/contatori a 16 bit e può essere configurato per operare in modo indipendente
  • Convertitore analogico-digitale (ADC) a 10 bit con otto ingressi analogici e un milione di campionamenti al secondo
  • UART di tipo 16C550 pienamente programmabile con supporto IrDA
  • Interfaccia seriale sincrona (SSI), che supporta il funzionamento di SPI Freescale, MICROWIRE o delle interfacce seriali sincrone Texas Instruments
  • Interfaccia rete dell'area del controller (CAN) che utilizza il protocollo CAN versione 2.0 parti A/B, con velocità di bit fino a 1 Mbps
  • Controller Ethernet 10/100 altamente configurabile, conforme alla specifica IEEE 802.3-2002 con modalità full e half-duplex per il funzionamento sia a 100 Mbps sia a 10 Mbps, correzione automatica del crossover MDI/MDI-X
  • Un comparatore analogico integrato, configurabile in modo che l'uscita inizializzi una sequenza di campionamento ADC, azioni un piedino di uscita oppure generi un'interruzione
  • Tre blocchi generatore PWM, ognuno con un contatore a 16 bit, due comparatori PWM, un generatore di segnali PWM, un generatore di tempo morto e un selettore interruzione/attivazione ADC
  • Interfaccia codificatore in quadratura (QEI) che presenta un integratore di posizione per tenere traccia della posizione del codificatore e acquisire la velocità tramite un temporizzatore incorporato
  • Integrato LQFP a 100 piedini conforme RoHS, di livello industriale e a temperature ampliate, e integrato BGA a 108 sfere conforme RoHS di livello industriale

Texas Instruments/National Semiconductor LM3S8971
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Risorse aggiuntive
    Specifiche
  • 256 KB di memoria flash
  • 64 KB di RAM
  • 50 MHz di velocità max.
  • Unità di protezione della memoria (MPU)
  • 5 temporizzatori
  • RTC
  • Timer del sistema di controllo
  • 6 PWM di movimento
  • Guasto PWM
  • Generatore di tempo morto
  • 6 piedini di acquisizione
  • QEI
  • MAC + PHY Ethernet
  • CAN, UART
  • SSI/SPI
  • Unità ADC a 8 canali
  • Risoluzione dell'ADC a 1 bit
  • Velocità di campionamento ADC 1000 kSPS
  • Sensore di temperatura interno
  • Comparatori analogici
  • 38 GPIO tolleranti a 5 V max.
  • 4 GPIO dedicati, tolleranti a 50 V
  • Modulo di ibernazione con batteria
  • Regolatore interno della tensione LDO
  • Piedini/integrato: 100LQFP, 108NFBGA

Diagramma funzionale
Texas Instruments/National Semiconductor LM3S8971

AMC1200

AMC1200 - Amplificatore di isolamento

L'AMC1100 è un amplificatore di isolamento di precisione con un'uscita separata dal circuito di entrata tramite una barriera in biossido di silicio (SiO2), altamente resistente alle interferenze magnetiche. Questa barriera è certificata per fornire un isolamento galvanico fino a 4000 V PICCO, secondo UL1577 e IEC60747-5-2. Utilizzato insieme agli alimentatori isolati, questo dispositivo impedisce che correnti rumorose su una linea di alta tensione di modo comune entrino nella messa a terra locale e interferiscano o danneggino i circuiti sensibili.

L'entrata dell'AMC1200 è ottimizzata per il collegamento diretto a resistori shunt o ad altre fonti di segnale di livello a bassa tensione. Le prestazioni eccellenti di questo dispositivo supportano un controllo accurato della corrente, con conseguente risparmio energetico a livello di sistema e, soprattutto nelle applicazioni di controllo motore, una minore ondulazione rotazionale.

Caratteristiche
  • Intervallo di tensione di ingresso ±250 mV ottimizzato per i resistori shunt
  • Non linearità estremamente bassa: max 0,075% a 5 V
  • Basso errore di sfasamento: max 1,5 mV
  • Basso rumore: 3,1 mVRMS tip.
  • Bassa corrente di alimentazione a monte: max. 8 mA a 5 V
  • Ampiezza di banda di ingresso: 60 kHz min.
  • Guadagno fisso: 8 (precisione 0,5%)
  • Alta reiezione del modo comune: 108 dB
  • Funzionamento a 3,3 V a valle
  • Isolamento galvanico certificato:
    • Omologato UL1577 e IEC60747-5-2
    • Tensione di isolamento: 4000 VPICCO
    • Tensione di funzionamento: 1200 VPICCO
    • Immunità dai transitori: 10 kV/µs min.
  • Durata tipica 10 anni alla tensione di lavoro nominale (vedere il rapporto applicativo SLLA197)
  • Completamente specificato a un intervallo di temperatura industriale esteso
Applicazioni
  • Rilevamento di corrente basato su resistore in derivazione in:
    • Controllo motori
    • Energia verde
    • Invertitori di frequenza
    • Gruppi di continuità
Amplificatori di isolamento interamente differenziali AMC1200 Texas Instruments


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Modulo di valutazione AMC1200
Diagramma funzionale
Amplificatore di isolamento interamente differenziale AMC1200 Texas Instruments

DRV8312

DRV8312 - Driver per motore trifase CC senza spazzole

I DRV8312/32 sono driver per motori trifase integrati, ad alte prestazioni, con un sistema di protezione avanzato. Grazie al basso RDS(on) dei MOSFET di potenza e al design intelligente del gate drive, l'efficienza di questi driver motore può raggiungere il 97%, il che consente l'utilizzo di alimentatori e dissipatori più piccoli. Sono inoltre dei buoni candidati per le applicazioni a efficienza energetica.

I DRV8312/32 richiedono due alimentatori, uno a 12 V per GVDD e VDD, l'altro fino a 50 V per PVDD. I DRV8312/32 possono funzionare a una frequenza di commutazione pari a 500 kHz, mantenendo un controllo preciso e un'efficienza elevata. Presentano inoltre un innovativo sistema di protezione che tutela il dispositivo da un'ampia gamma di condizioni di guasto che potrebbero danneggiare il sistema.

Caratteristiche
  • Stadio di potenza ad alta efficienza (fino al 97%) con MOSFET a bassa RDS(in tensione) (80 mΩ a TJ = 25 °C)
  • Tensione di funzionamento fino a 50 V (70 V massimo assoluto)
  • DRV8312 (power pad giù): fino a 3,5 A di corrente continua (6,5 A di picco)
  • DRV8332 (power pad su): fino a 8 A di corrente continua (13 A di picco)
  • Controllo indipendente delle tre fasi
  • Frequenza di funzionamento PWM fino a 500 kHz
  • Circuiti integrati di autoprotezione compresa sottotensione, sovratemperatura, sovraccarico e cortocircuito
  • Protezione a limite di corrente ciclo per ciclo programmabile
  • Piedini di messa a terra e alimentazione indipendenti per ciascun semiponte
  • Gate Drive intelligente e prevenzione di conduzione incrociata
  • Non è necessario un diodo di Schottky o snubber esterno
Applicazioni
  • Motori BLDC
  • Motori sincroni trifase a magnete permanente
  • Invertitori
  • Driver a mezzo ponte
  • Sistemi di controllo robotici
Texas Instruments/National Semiconductor DRV8312


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Maggiori informazioni su DRV8312-C2-KIT

Informazioni sui driver motore DRV8x

Diagramma di applicazione semplificato
Texas Instruments/National Semiconductor DRV8312




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Pubblicato: 2012-02-16 | Aggiornato: 2020-12-02