Antriebsregelung

Ein-Chip-Lösung für das aktive Motor-Feedback

30.03.2007 | Redakteur: Gerd Kucera

Magnetische Sensoren auf Hall-Basis eignen sich sehr gut zur Systemintegration mit kompletter Signalverarbeitung. Nach dem Baustein iC-ML von iC-Haus folgt jetzt iC-MH zur digitalen Motorregelung als Lösung für eine aktive Positions- und Drehzahlerfassung unter rauen Einsatzbedingungen.

Magnetische Sensoren auf Hall-Basis eignen sich besonders gut für die Systemintegration mit kompletter Signalverarbeitung in CMOS-Technologie. Für die speziellen Anforderungen des aktiven Motor-Feedback entwickelte das iC-Haus jetzt mit dem iC-MH eine System-On-Chip-Lösung (SOC) für bis zu 12 Bit Auflösung. Ziel der Entwicklung war es, neben dem kompletten Inkremental- und Absolutdrehgeber auch die Schnittstelle für die direkten Kommutierungssignale UVW und die RS422-Leitungstreiber auf einem einzigen Silizium-Chip zu integrieren.

Dies stellt sicher, das das gesamte aktive Motor-Feedback mit einem Bauteil von nur 5 mm x 5 mm Grundfläche und einem diametral magnetisierten Permanentmagnet mit 4 bis 6 mm Durchmesser auch in kleinen Motoren eingebaut werden kann. Gleichzeitig senkt es die Kosten für das Motor-Feedback und vereinfacht die zentrale Regelungsalgorithmen im MCU- oder DSP-Motorcontroller, sodass Motordrehzahlen bis 120.000 U/min problemlos erreicht werden können.

SSI-Schnittstelle in Kombination mit bidirektionalen BiSS-Interface

Flexibilität ist eine weitere wichtige Anforderung bei digitalen Motorregelungen und daher erhielt der iC-MH auch die verbreitete digitale synchrone serielle Schnittstelle SSI in Kombination mit dem bidirektionalen BiSS-Interface für das Auslesen der absoluten Position mit Taktraten bis 10 MHz. Dies deckt dann den gesamten Bereich von ABZ-Inkremental bis hin zur innovativen Anwendung mit der offenen bidirektionalen BiSS-Schnittstelle ab.

Die Kommutierungssignale UVW verfügen über integrierte RS422-Ausgänge, um auch längere Leitungen zur Leistungselektronik hin treiben zu können. Für geringe Verlustleistung bei hohen Signalraten sorgt eine programmierbare Anpassung der RS422-Ausgänge an die Leitungsimpedanz.

Ein weiteres Novum ist die erreichte Programmierbarkeit zum Ausgleich von Montagetoleranzen und die Fehlerüberwachung des Magnetfeldes. Beides optimiert in den unterschiedlichen Anwendungen die Genauigkeit des Regelkreises für die digitale Motorsteuerung. Der Baustein iC-MH stellt daher eine universelle Lösung für den Einsatz in 2- und 4-poligen Brushless-DC und AC-Motoren dar, wie auch SR- und Schrittmotoren, die bisher aus Kosten- und/oder Abmessungsgründen auf herkömmliche Inkremental- oder Absolutdrehgeber verzichten mussten.

Für die Domäne der bisherigen Resolver-Anwendungen eröffnet die SOC-Lösung des iC-MH erstmals eine reale Alternative und liefert die komplette Auswertung gleich mit.

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