Soluciones para motores de CC sin escobillas de Texas Instruments / National Semiconductor
Solución para motores de CC sin escobillas

Soluciones ganadoras de TI

Soluciones para motores de CC sin escobillas de Texas Instruments / National Semiconductor


Compruebe esta solución de controlador para motores de CC sin escobillas que ofrece procesamiento programable para múltiples aplicaciones de motor BLDC, junto con controladores MOSFET de 100 V para un control avanzado de motores de par elevado. Esta solución ganadora consta de los siguientes elementos:

LM5101BMA - controlador MOSFET de 100 V
LM3S8971 - Controlador/impulsor de motor integrado Stellaris
AMC1200 - amplificador de aislamiento
DRV8312 - Controlador de motor de CC sin escobillas trifásico

Recursos adicionales

Guía de soluciones de motores de TI
Guía de soluciones de automoción industrial de TI

Características claves de la solución

  • Aplicaciones de vehículos eléctricos ligeros y eBike de 48 V y 96 V para un rango más amplio y un mayor par de torsión
  • Aplicaciones de sensor y sin sensor, motores monofásicos y trifásicos
  • El procesador programable admite varias configuraciones de motor
  • El motor digital configurable permite nuevos niveles de rendimiento y flexibilidad del sistema. Para una aplicación determinada, pueden aplicarse diferentes perfiles de control, es decir, rango, aceleración o par de torsión
Pulse en los bloques de color
Soluciones para motores CC sin escobillas de Texas Instruments / National Semiconductor

LM5101BMA

LM5101BMA - controlador MOSFET de 100 V

Los controladores de compuerta LM5100A/B/C y LM5101A/B/C están diseñados para controlar los MOSFET de canal N de lado alto y lado bajo en una configuración de medio puente o reductor sincrónico. El controlador de lado alto flotante puede funcionar con tensiones de suministro de hasta 100 V. Las versiones "A" ofrecen control de puertas completo de 3 A, mientras que las versiones "B" y "C" ofrecen 2 A y 1 A respectivamente. Las salidas se controlan de forma independiente con umbrales de entrada CMOS (LM5100A/B/C) o umbrales de entrada TTL (LM5101A/B/C). Se facilita un diodo de alta tensión para cargar el condensador bootstrap del control de compuerta del lado alto. Un robusto cambiador de nivel funciona a alta velocidad con un bajo consumo energético y ofrece transiciones de nivel limpias desde el control lógico hasta el controlador de compuerta de lado alto.

    Características
  • Controla MOSFET de canal N de lado alto y lado bajo
  • Salidas lógicas de controlador bajo y alto independientes
  • Tensión de suministro bootstrap de hasta 118 V CC
  • Tiempos de propagación rápidos (25 ns típico)
  • Controla carga de 1000 pF con tiempos de elevación y caída de 8 ns
  • Excelente coincidencia de retardo de propagación (3 ns típico)
  • Vía de alimentación de bloqueo con tensión insuficiente
  • Bajo consumo energético
  • Compatibilidad de pines con HIP2100/HIP2101
    Especificaciones
  • 2 salidas
  • Configuración de controlador dual e independiente
  • 7,5 VCC V. mín.
  • 14 VCC V. máx.
  • Corriente de salida máxima de 2 A
  • Tiempo de elevación de 10 ns
  • Tiempo de caída de 10 ns
  • Retardo de propagación 25 ns
  • Paquete/pin SOIC-8
LM5101BMA de Texas Instruments / National Semiconductor
La imagen se muestra únicamente como referencia. Hay otras combinaciones de
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Recursos adicionales
    Aplicaciones
  • Convertidores push-pull con alimentación de corriente
  • Convertidores de energía de medio puente y puente completo
  • Convertidores reductores sincrónicos
  • Convertidores de energía directos de dos interruptores
  • Convertidores directos con abrazadera activa

Diagrama de bloques simplificado
LM5101BMA de Texas Instruments / National Semiconductor



LM3S8971

LM3S8971 - Impulsor/controlador de motor integrado Stellaris ®

El microcontrolador LM3S8971 Stellaris® es un controlador basado en ARM® Cortex™-M3 que funciona a 50 MHz, con memoria flash de 256 kB y SRAM de 64 kB. El LM3S8971 cuenta además con conectividad industrial a tiempo real, con una Ethernet MAC/PHY de 10/100, un controlador CAN, un controlador SSI / SPI, y un UART. El microcontrolador LM3S8971 también cuenta con características de control de movimiento avanzado, incluidas 6 salidas de control de movimiento de PWM con tiempo muerto, una entrada de codificación de cuadratura para la supervisión precisa de la posición y una entrada de protección contra averías para el apagado de baja latencia. El microcontrolador también ofrece capacidad analógica inteligente, lo que incluye 1 comparador analógico y 8 canales de conversión de señal de analógica a digital de 10 bits de alta precisión, con una capacidad de generación de muestras a velocidades de 1 millón de muestras por segundo.

    Características
  • Núcleo procesador de 50 MHz ARM® Cortex™-M3 de 32 bits con temporizador del sistema (SysTick), controlador de interrupciones vectorizadas y anidadas (NVIC) integrado, unidad de protección de la memoria (MPU), y conjunto de instrucciones Thumb-2
  • Solución de depuración de errores con todas las funciones con acceso a la depuración de errores a través de interfaces JTGA y de cable serie y controlador de puerto de acceso de prueba (TAP) que cumple con la norma IEEE 1149.1-1990
  • Memoria flash de ciclo único de 256 KB y SRAM de ciclo único de 64 KB
  • Módulo de hibernación con respaldo de batería de consumo más bajo con reloj en tiempo real
  • 4-38 GPIO (según la configuración) con control programable para interrupciones de GPIO y configuración del panel
  • Temporizador de control que cumple con ARM FiRM; más cuatro módulos temporizadores de propósito general (GPTM), cada uno de los cuales ofrece dos temporizadores/contadores de 16 bits y pueden ser configurados para que funciones de forma independiente
  • Convertidor de señal de analógica a digital (ADC) de 10 bits con ocho canales analógicos de entrada y una capacidad de generación de muestras a velocidades de 1 millón de muestras por segundo.
  • UART completamente programable tipo 16C550 con respaldo IrDA
  • Interfaz en serie síncrona (SSI), compatible con el funcionamiento de interfaces en serie síncrona de Freescale SPI, MICROWIRE o Texas Instruments
  • Interfaz de red de área de controlador (CAN) que utiliza el la versión 2.0 del protocolo CAN parte A/B y con velocidades de bits de hasta 1 Mbps
  • Controlador Ethernet 10/100 altamente configurable que cumple con la especificación IEEE 802.3-2002 con modos de dúplex completo y medio para funcionamientos a 100 Mbps y a 10 Mbps, y corrección de cruce MDI/MDI-X automática
  • Un comparador analógico integrado configurable para la salida para iniciar la frecuencia de muestra ADC, controlar un pin de salida o generar una interrupción
  • Tres bloques de generador PWM, cada uno con un contador de 16 bits, dos comparadores de PWM, un generador de señal PWM, un generador de tiempo muerto, y un selector de interrupción/activador de ADC
  • Interfaz de codificación de cuadratura (QEI) que cuenta con integrador de posición a fin de rastrear la posición de codificación y la captura de velocidad utilizando un temporizador integrado
  • Paquete LQFP de 100 pines con rango de temperatura industrial ampliado conforme con RoHS y paquete BGA de 108 bolas con rango industrial conforme con RoHS

LM3S8971 de Texas Instruments / National Semiconductor
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Recursos adicionales
    Especificaciones
  • Memoria flash de 256 KB
  • RAM de 64 KB
  • Velocidad máxima de 50 MHz
  • Unidad de protección de la memoria (MPU)
  • 5 temporizadores
  • RTC
  • Temporizador de control
  • 6 PWM de movimiento
  • Detección de averías PWM
  • Generador de tiempo muerto
  • 6 pines de captura
  • QEI
  • Ethernet MAC + PHY
  • CAN, UART
  • SSI/SPI
  • Unidad ADC de 8 canales
  • Resolución ADC de 1 bit
  • Velocidad de muestreo ADC de 1000 kSPS
  • Sensor de temperatura interna
  • Comparadores analógicos
  • 38 GPIO con tolerancia máx. de 5 V
  • 4 GPIO dedicados con tolerancia máxima de 50 V
  • Módulo de hibernación respaldado por batería
  • Regulador de tensión LDO interna
  • Pin/Paquete 100LQFP, 108NFBGA

Diagrama funcional
LM3S8971 de Texas Instruments / National Semiconductor

AMC1200

AMC1200 - Amplificador de aislamiento

El AMC1200 es un amplificador de aislamiento de precisión con una salida separada de los circuitos de entrada por una barrera de dióxido de silicio (SiO2) que es altamente resistente a la interferencia magnética. Esta barrera ha sido certificada para proporcionar un aislamiento galvánico de hasta 4250 VPEAK, de conformidad con las normas UL1577 e IEC60747-5-2. Utilizado junto a fuentes de alimentación aisladas, este dispositivo evita que las corrientes de ruido de una línea de alta tensión de modo común entren en la masa del sistema local y que interfieran o dañen los circuitos sensibles.

La entrada del AMC1200 está optimizada para la conexión directa a resistencias de derivación u otras fuentes de señales de nivel de baja tensión. El excelente rendimiento del dispositivo permite un control preciso de la corriente, lo que da como resultado un ahorro de energía a nivel del sistema y, especialmente en las aplicaciones de control de motores, una menor fluctuación de par de torsión.

Características
  • Intervalo de tensiones de entrada de ±250 mV optimizado para resistencias de derivación
  • No linealidad muy baja: 0,075 % máx. a 5 V
  • Error de compensación bajo: 1,5 mV máx.
  • Ruido reducido: 3,1 m VRMS típ.
  • Baja corriente de alimentación de lado alto: 8 mA máx. a 5 V
  • Ancho de banda de entrada: 60 kHz mín.
  • Ganancia fija: 8 (0,5 % de precisión)
  • Proporción elevada de rechazo de modo común: 108 dB
  • Funcionamiento de 3,3 V en el lado bajo
  • Aislamiento galvánico certificado:
    • Homologado según UL1577 y IEC60747-5-2
    • Tensión de aislamiento: 4000 VPICO
    • Tensión de funcionamiento: 1200 VPICO
    • Inmunidad a transitorios: 10 kV/µs mín.
  • Duración típica de 10 años a una tensión de funcionamiento nominal (consulte informe de aplicaciones SLLA197)
  • Totalmente especificado sobre el rango ampliado de temperatura industrial
Aplicaciones
  • Detección de corriente basada en resistencias de derivación en:
    • Control de motor
    • Energía ecológica
    • Inversores de frecuencia
    • Suministros de alimentación ininterrumpibles (SAI)
Amplificadores de aislamiento de máximo diferencial AMC1200 de Texas Instruments


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Módulo de evaluación AMC1200
Diagrama funcional
Amplificadores de aislamiento de máximo diferencial AMC1200 de Texas Instruments

DRV8312

DRV8312 - Controlador de motor de CC trifásico sin escobillas

Los DRV8312/32 son controladores de motor trifásicos integrados de alto rendimiento con un avanzado sistema de protección. A causa del RDS(activo) bajo de los MOSFET de alimentación y el inteligente diseño de control de puertas, la eficiencia de estos controladores de motor puede ser de hasta el 97 %, lo que permite el uso de suministros de alimentación y disipadores de tamaño más pequeño, y son buenos candidatos para las aplicaciones de eficiencia energética.

El DRV8312/32 necesita dos suministros de alimentación, uno a 12 V para GVDD y VDD, y otro de hasta 50 V para PVDD. El DRV8312/32 puede funcionar a una frecuencia de conmutación de hasta 500 kHz mientras mantiene un control preciso y una elevada eficiencia. Además, cuentan con un innovador sistema de protección para proteger al dispositivo contra una gran variedad de situaciones de avería que podría dañar el sistema.

Características
  • Etapa de potencia de alta eficiencia (hasta 97 %) con MOSFET de RDS(activo) bajo (80 m a TJ = 25 °C)
  • Tensión de suministro operativo de hasta 50 V (máximo absoluto 70 V)
  • DRV8312 (panel de apagado): hasta 3,5 A de corriente de fase continua (Pico de 6,5 A)
  • DRV8312 (panel de encendido): hasta 8 A de corriente de fase continua (Pico de 13 A)
  • Control independiente de tres fases
  • Frecuencia de funcionamiento de PWM de hasta 500 kHz
  • Circuitos de autoprotección integrados, lo que incluye tensión insuficiente, exceso de temperatura, sobrecarga y cortocircuitos
  • Protección de límite de corriente programable ciclo a ciclo
  • Pines de tierra y alimentación independientes para cada medio puente
  • Accionamiento de compuertas inteligente y prevención de conducción cruzada
  • No se requiere amortiguación externa ni diodo Schottky
Aplicaciones
  • Motores BLDC
  • Motores sincrónicos de imán permanente trifásicos
  • Inversores
  • Controladores de medio puente
  • Sistemas de control robótico
DRV8312 de Texas Instruments / National Semiconductor


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Más información sobre DRV8312-C2-KIT

Más información sobre controladores de motor DRV8x

Diagrama de aplicación simplificado
DRV8312 de Texas Instruments / National Semiconductor




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Publicado: 2012-02-16 | Actualizado: 2020-12-02