18.04.2017

Integrierter DC/DC-Wandler für die Drehzahlregelung von DC-Lüftermotoren

Von Rohm gibt es einen Buck-Gleichspannungswandler, der für den Einsatz mit DC-Lüftermotoren optimiert ist, wie sie beispielsweise für die Kaltluftzirkulation in Kühlschränken verwendet werden.


Bildquelle: Rohm

Laut Rohm werden Stromversorgungen für DC-Lüftermotoren in Kühlschränken und anderen Anwendungen bisher unter anderem mit diskreten Bauelementen implementiert, was die präzise Ansteuerung ebenso erschwert wie die Verwendung hoher Frequenzen.


Außerdem benötigt solch ein diskreter Aufbau in der Regel mehrere und größere Komponenten für die Peripherieschaltungen weshalb es wegen des deutlich größeren Platzbedarfs zu Problemen kommen kann. Mit dem BD9227F hat Rohm ein Stromversorgungs-IC vorgestellt, das geeignet ist die Drehzahl von DC-Lüftermotoren analog mit hoher Genauigkeit zu regeln. Hierzu wird die Ausgangsspannung anhand des Tastverhältnisses eines von der MPU erzeugten PWM-Signals linear variiert.


Dieses Verfahren ist präziser als es mit einer diskreten Konfigurationen erreicht werden kann. Außerdem nutzt der Hersteller seine proprietäre Designtechnologie für Analog-ICs zur Optimierung der Schaltung um zusätzlich auch hochfrequente Schaltfrequenzen mit bis zu 1MHz zu ermöglichen. Das gestattet die Verwendung kleinerer Peripherie-Bauelemente (z.B. Spule und Ausgangskondensator), was den Platzbedarf reduziert und die Effizienz erhöht. Insgesamt resultiert dies in höherer Genauigkeit, verstärkter Miniaturisierung und einem höheren Wirkungsgrad für DC-Lüftermotoren.



Technische Eigenschaften

  • Lineares Variieren der Ausgangsspannung: Bei diskreten Konfigurationen steht die Ausgangsspannung in keinem linearen Verhältnis zum Tastverhältnis des PWM-Signals, was die präzise Regelung der Motordrehzahl erschwert. Der BD9227F dagegen variiert die Ausgangsspannung linear mit dem Tastverhältnis des von der MCU generierten PWM-Signals, sodass sich die Drehzahl des DC-Lüftermotors präzise regeln lässt.

  • Geringer Platzbedarf: Diskrete Lösungen unterstützen keine höherfrequenten PWM-Signale von der MCU. Aus diesem Grund müssen größere Spulen und Kondensatoren verwendet werden, was wegen des deutlich größeren Platzbedarfs zu Problemen führen kann. Der BD9227F mit seiner internen Frequenzregelung ermöglicht stattdessen Schaltfrequenzen bis zu 1MHz. Hierdurch reduziert sich die Montagefläche gegenüber konventionellen Systemen, da kleinere Peripherie-Bauelemente wie etwa Spulen oder Kondensatoren verwendet werden können.

  • Effizienz: Der BD9227F bringt es über den gesamten Laststrombereich auf einen höheren Wirkungsgrad. Zum Beispiel verbessert sich die Umwandlungs-Effizienz bei 300mA Laststrom um 19%. Dieser Unterschied wird mit zunehmender Last größer.

  • Tastverhältnis: Die Integration eines high-seitigen PMOS-Transistors erlaubt die Erzeugung einer Ausgangsspannung mit 100% Tastverhältnis.




Technische Eckdaten des BD9227F


  • Gehäuse: SOP8 (5,00mm x 6,20mm x 1,71mm)
  • Eingangsspannung: 6Vbis 20V
  • Ausgangsspannung: VCC*0,25V – VCC
  • Referenzspannung: 1,0V±1,0% (25°C); ±2,0% (-40°C bis +85°C)
  • Schaltfrequenz: 1,0 MHz (typ.)
  • Ausgangsstrom: 1 A (max.)
  • Betriebstemperatur: -40°C bis +85°C

 


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