3-Phasen BLDC-Motor Driver

Weltneuheit: Sensorless und Drehzahlgesteuert ohne Chopper!

Generelle Beschreibung

Neue bürstenlose DC-Motoren ermöglichen durch den Verzicht der elektromechanischen Bürsten und Kollektoren eine wesentlich erhöhte Lebensdauer gegenüber den DC-Kollektor Motoren. Um jedoch diese EC-Motoren korrekt anzusteuern, wird eine Steuerelektronik (EC-Driver) benötigt. Eine spezielle IC generiert ohne die sonst üblichen Hallgeneratoren durch Auswerten der EMK die momentane Rotorposition und generiert die korrekten Phasensignale für die 3-Phasen Leistungs-MOSFET's. Dabei kann - abhängig von der momentanen Geschwindgkeit des Rotors - die Einschaltphasenlage zusätzlich nachgeregelt werden! Ein weiterer Pluspunkt, ergibt sich doch durch diese Bürstenlose Steuermethode eine Reduzierung von EMV-Störungen.
Bei der stufenlosen Drehzahlsteuerung ermöglicht eine spezielle Schaltung den Ersatz der normalerweise notwendigen PWM-Chopper-Schaltung. Die neue Methode reduziert deshalb die bei Chopperanwendung (über 20kHz) resultierenden Wirbelstrom- und Hystereseverluste im Statoreisen des BLDC-Motors! Kein geregeltes Netzteil notwendig: Es wird nur ein Trafo, Brückengleichrichter und ein ELKO mit 1000uF benötigt.
Der Leistungs-Driver treibt 2,25A/Ph bei Drehzahlsteuerung ohne Kühlkörper oder bis 5A/Ph (Option: mit Kühlkörper). Dank den MOSFET-Transistoren und deren kleinem RDSon Widerstand beträgt der Wirkungsgrad je nach Motor-Typ und Speisespannung zwischen 85% und 97%!


Eigenschaften
  • Speisespannungsbereich zwischen 13,5V und 34VDC
  • Treibt dauernd 2,25A/Phase
  • Geeignet für Motoren mit Dreieck- oder Sternwicklungen
  • Enable-Eingang kann Wicklungen stromlos machen
  • Drehzahlsteuerung: Analogeingang (0..5VDC) oder Digitalpoti
  • Bremseingang "Brake" sperrt alle Ausgänge
  • Pulsausgang "Clock" für Geschwindigkeitskontrolle (closed loop)
  • Ausgang für Strommessung
  • Print Dimension: B = 62mm, L = 100mm, H = 21mm
  • Einsparung von 3 Hallsensoren !
  • Kein geregeltes Netzteil notwendig !

Printboard








Datenblatt

1. Anschlüsse Steuereingänge/Ausgänge

Belegung X3
(10-pol. Stiftleiste)

Anschluss

Ein-/Ausgänge

Funktion

1

Void

Reserve, keine Belegung

2

GND

Referenz

3

Enable

Wicklungen stromlos aktiv L

4

Strommessanschluss

U = (f) I, [0,1V/A]

5

/CS

Digitalpoti

6

FG

Frequenzgenerator (Istdrehzahl), Rechtecksignal für ext. PI-Regler

7

Uin (/INC)

ext. Steuerspannung (Solldrehzahl) oder Digitalpoti

8

/Brake

Bremseingang

9

/U/D

Digitalpoti

10

Vcc

+5V (5mA max)


2. Motoranschlüsse

X2, 3-pol. Weidmüller Schraubklemme 3,5mm

Motoranschluss

1

A

2

B

3

C


3. Drehzahlbereich

Diagramm Beispiel: maxon EC motor, EC 22 Nr 200860, ohne Last

Zu beachten ist folgendes:
Der vorgestellte sensorlose BLDC-Motor (20Watt) wird in Dreieckschaltung betrieben. Der Drehzahlbereich bezieht sich auf Leerlaufbetrieb, bei Belastung und ohne externen PI-Regler fällt die Drehzahl ab!
Mit dem vorliegenden BLDC-Driver und einem EC-22 von maxon motor kann ein Regelbereich von max. 1 : 8,5 abgedeckt werden!
Die Nennspannung des EC 22 beträgt 24VDC, kurzzeitig kann dieser auch bei höherer Spannung betrieben werden.
(Datenblatt beachten, Lebensdauer !).

maxon EC motor ist ein Warenzeichen der Firma maxon motor ag in CH-6072 Sachseln (Schweiz).


4. Spezifikationen, Maximalwerte

Symbol

Parameter

Werte

Einheit

VSpeisung

Speisespannung max

34,50

[VDC]

IMot

Motorstrom (kontinuierlich)

2,25

[A]

PD

Maximal Strom (Ipeak)

25

[A]

TJ

Temperaturbereich Betrieb

0 bis 45

[°C]

TSTG

Lagertemperatur

-10 bis 130

[°C]

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Dokumentinformation:
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Document URL: http://www.magnetron.ch/Produkte/BLDC_2A5_de.html

Originally Composed: Saturday, July 12, 2003
Date last modified: Tuesday, April 07, 2009