Dreiphasiger BLDC-Motortreiber für 48-V-Antriebssysteme

EMBEDDED SYSTEMS AUTOMOTIVE

Der integrierte Motortreiber für bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC; Brushless-DC) DRV3255-Q1 von Texas Instruments ist für Antriebssteuerungs-Systeme wie Traktionswechselrichter und Starter-Generatoren in Mildhybrid-Elektrofahrzeugen (MHEVs) vorgesehen.



Bei MHEVs wird der Schadstoffausstoß des Verbrennungsmotors mithilfe eines elektrischen 48-V-Antriebssystems verringert. Der Functional-Safety-konforme DRV3255-Q1 unterstützt eine Motorleistung bis zu 30kW. Ein 48-V-System kann zusätzliche Leistung für ADAS-Funktionen und Verbraucher mit hohem Energiebedarf (z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme) bereitstellen.


Technische Details

Der Baustein ist ein dreiphasiger 48-V-BLDC-Motortreiber mit integrierter, high- und low-seitiger aktiver Kurzschlusslogik, sodass auf externe Transistoren und Logik verzichtet werden kann. Durch die Integration der aktiven Kurzschlusslogik und der dynamischen Fehlerreaktion wird eine Motorleistung bis zu 30 kW unterstützt, während sich die Leiterplattenfläche und der Bauteileaufwand von 48-V-Motortreiber-Systemen reduziert. 

Durch eine aktive Kurzschlusslogik können Verbindungen zu den MOSFETs gemäß den Systemanforderungen angeordnet werden und Totalausfälle des Systems durch Überspannungen werden vermieden. Die dynamische Fehlerreaktion schaltet den Motortreiber beim Auftreten von Überspannungen automatisch in den aktiven Kurzschlussmodus, was den Motor und die elektrischen Bauteile des Fahrzeugs vor überspannungsbedingten Belastungen schützt und gleichzeitig die System-Performance optimiert. 


Schutz von 48-V-Antrieben vor rauen Einsatzbedingungen

Der DRV3255-Q1 verbessert laut Anbieter die System-Ansprechzeiten von 48-V-Antrieben, sodass auch schwere Fahrzeuge wie SUVs oder Nutzfahrzeuge nach einem Halt schneller wieder beschleunigen können. Für Motoren mit einem Strombedarf von bis zu 600A liefert der Baustein einen Gate-Treiberstrom, der die Direktansteuerung von MOSFETs mit einer Gateladung bis zu 1.000nC gestattet. 

Der Motortreiber entspricht AEC-Q100 Grade 0 und schützt 48-V-Antriebsstrangsysteme überdies vor schaltbedingten Spannungsspitzen bis zu 95V sowie vor Lastabwürfen, und dies über einen weiten Temperaturbereich von -40°C bis +150°C. Separate Schutzschaltungen können entfallen. 

Zusätzlich zu den Safety-Mechanismen für die internen Fehlermöglichkeiten des Bausteins verkraften die digitalen Ein- und Ausgangs-Pins Spannungen bis zu einem absoluten Maximalwert von 75V, sodass der Treiber gegen Überspannungen auf der externen 12-V-Versorgung geschützt ist. 


Verfügbarkeit

Der DRV3255-Q1 im Quad-Flat-Pack-Gehäuse mit 64 Pins ist jetzt bei TI zu Preisen ab 3,99 US-Dollar (ab 1.000 Stück) lieferbar.  Der Baustein wurde nach dem vom TÜV SÜD zertifizierten Functional-Safety-Prozess von TI entwickelt, um bis ASIL D (Automotive Safety Integrity Level) geeignet zu sein.

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