NFET-Treiber-IC mit EEPROM-Konfigurierbarkeit von Melexis reduziert die Stellfläche und erhöht den Betriebsbereich bei der 3-Phasen-BLDC-Motorsteuerung

August 22, 2012 - Tessenderlo, Belgium. 3-Phasen-BLDC-Antriebe (bürstenlose Gleichstrommotoren) ermöglichen effizientere und leistungsfähigere elektromechanische Antriebe in Automotive-Systemen wie Pumpen, Servolenkungen, Motorkühlgebläsen und schnell zu positionierenden Antriebsstrang-Aktuatoren. Melexis‘ neuester Predriver-IC MLX83203 enthält ein EEPROM sowie kombinierte Bootstrap- und Ladungspumpen-Blöcke. Während herkömmliche BLDC-Treiber-ICs komplexe, große Gehäuse mit vielen externen Komponenten erfordern, stellt der MLX83203 eine flexible Predriver-Lösung in einem platzsparenden QFN32 5x5 Standardgehäuse dar.

Der Baustein steuert sechs 250 nC NFETS mit bis zu 25 kHz an und hält die 10 V Gatespannung auf 7 V Batteriespannung. Im Einklang mit den Anforderungen für ausfallsichere Antriebssteuerungen bietet der MLX83203 umfangreiche Diagnosefunktionen sowie einen schnellen, rauscharmen Verstärker. Anstatt den Treiber über externe Widerstände zu konfigurieren, bieten 6 Byte des integrierten EEPROMs zahlreiche Konfigurationsmöglichkeiten und minimieren die Anzahl der Pins.

Die geringe Eigenerwärmung und niedrige Pinzahl machen den MLX83203 im Vergleich zu anderen 3-Phasen-Treibern am Markt zu einem Predriver-IC mit der kleinsten Stellfläche. Die Vorteile sind ein kleineres Enddesign, weniger Bauteile und mehr Flexibilität bei der Design-Wiederverwendung. Weitere Treiber dieser Baureihe werden in den kommenden Monaten vorgestellt. Der MLX83203 ist für einen Betrieb bis 150 °C freigegeben. Eine Qualifizierung bis 175 °C ist in naher Zukunft geplant. Weitere Mitglieder dieser Produktfamilie werden mittlere Stromtragfähigkeit und die Ansteuerung von Gleichstrommotoren unterstützen.

Der weite Betriebsspannungsbereich von 4,5 bis 28 V sowie die Bootstrap-Technik mit Ladungspumpe ermöglichen den Betrieb der Leistungsstufe über Standard-NFETs ohne Verluste während Start-/Stopp-Zuständen. Auch eine Steuerung beim Motorstart ist damit möglich. Die Ladungspumpe kann für einen High-Side NFET-Verpolschutz konfiguriert werden. Im Sleep-Modus verbraucht der IC weniger als 30 µA Standby-Strom. Ein Verstärkungs-Bandbreitenprodukt von 10 MHz ermöglicht Shunt-Verstärker-Einschwingzeiten von weniger als 1 µs für eine schnelle Stromrückkopplung. Die Verstärkung lässt sich in einem weiten Bereich von 8 bis 48 programmieren, und der Eingangsbereich lässt sich von voll symmetrisch bis zum Endwert konfigurieren. Die Leistungsstufe (VDS, VGS) und alle Eingangsspannungen werden mit Komparatoren überwacht, um eine umfassende Diagnose auf Systemebene zu ermöglichen. Eine schnelle serielle Schnittstelle bietet eine genaue Diagnose-Rückmeldung an den Mikrocontroller.

Durch die breite Konfigurierbarkeit und den hohen Betriebstemperaturbereich können die Treiber neben Servolenkungen auch in Motorkühlgebläsen, Lüftern, Wasser-/Öl-/Benzinpumpen, Antriebsstrang-Positionsaktuatoren und Scheiben-wischermotoren zum Einsatz kommen. Die Baureihe umfasst 3-Phasen-BLDC-Predriver sowie 2-Phasen-Predriver für bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Zu den Gehäuseoptionen zählen QFN, TQFP und TSSOP mit benetzbaren Flanken und exponiertem Pad.

Die Massenfertigung der Bausteine beginnt im ersten Quartal 2013. Muster sind über die üblichen Melexis-Vertriebskanäle erhältlich.