MTD6505
– szinuszos, szenzor nélküli vezérlõ 3-fázisú, szénkefe nélküli DC (BLDC) ventilátor motorhoz

A szénkefe nélküli motor egy olyan villanymotor fajta, melynek mûködési elve tulajdonképpen a klasszikus egyenáramú motorok megfordított mûködési alapelvéhez hasonlítható. A BLDC motor alkatrészei egy mozgó forgórész a ráerõsített állandó mágnesekkel valamint a az állórész, amelynek a kerületére vannak felrögzítve a tekercsek. Tekintve, hogy ebbõl a konstrukcióból eliminálták a szénkeféket tény, hogy a BLDC motorokat sokkal nagyobb tartósság és magasabb üzembiztosság jellemzi a klasszikus motorokhoz képest (hiszen pl. a szénkefék is mechanikai koptatásnak vannak kitéve). Ugyanakkor a most tárgyalt motorok esetében sokkal csendesebb üzemelést és jobb energetikai hatásfokot is elérni (mivel a tekercsekben keletkezõ hõt rögtön a motorház vezeti el). A motor forgási sebessége szintén jól nyomon követhetõ a teljes fordulatszám tartományban, függetlenül a forgatónyomaték pillanatnyi értékétõl. Ezek az elõnyök azonban csak összetett vezérlõ algoritmusok szükségszerû alkalmazásával, vagy dedikált elektronikai vezérlõk (kommutátorok) közbeiktatásával használhatók ki. A szénkefe nélküli motor közvetlenül nem vezérelhetõ egyenfeszültségû áramforrásról. Ehelyett, a motor tekercseire sorban és ciklikusan derékszögû vagy trapezoid fûrészfog alakú feszültség impulzusokat adnak, amelyeknek az adott pillanatbeli értéke a forgórész állórészhez viszonyított aktuális helyzetétõl függ. Az aktuális elhelyezkedést jellemzõ információt rendszerint valamilyen mágneses érzékelõk (Hall szenzorok) szolgáltatják. A maximális forgatónyomaték elérésének érdekében a forgórész és az állórész mágneses erõvonalainak egymáshoz viszonyított helyzetét 90° körüli értéken kell tartani. A fordulatszám növekedésével arányosan rövidül az az idõtartam is, melyben a feszültségimpulzusok az egyes tekercsekre ráadódnak (vagyis impulzusszélesség moduláció kihasználásával folytatott PWM vezérléssel van dolgunk). Az említett vezérlõ algoritmus ahhoz a logikus konklúzióhoz vezet, hogy a mikrovezérlõk lehetnek azok az általánosan alkalmazott építõelemek, amelyek a BLDC motoroknál képesek megvalósítani az elektronikus kommutációt (1. ábra).

Fentiek ellenére, egy bizonyos ideje a Microchip Technology cég dedikált, szenzor nélküli szinuszos vezérlõt kínál 5VDC tápfeszültségû, 3-fáziusú BLDC motorhoz

Az MTD6505-ös vezérlõ, amelyikrõl szó van, 180°-os, szinuszos jelet generál az egyes tekercsek vezérléséhez. Ennek köszönhetõen érhetõ el a maximális forgatónyomaték úgy, hogy eközben fenntartható a motor lehetõ legcsendesebb üzeme. A forgórész állórészhez viszonyított helyzetével kapcsolatos információkat pedig az egyes tekercs-kivezetések végein adódó feszültségesés mérések szolgáltatják (a feszültségesés egyenesen arányos a mágneses fluxus adott idõpillanatbeli értékével). Ez az ún. Back-EMF (BEMF) módszer, melynek alkalmazásával lehetõvé vált a költséges, sok helyet elfoglaló, Hall-érzékelõs applikációk eliminálása. A vezérelt motor tekercselései közvetlenül csatlakoztathatók az MTD6505-ös vezérlõ áramkör kimenetéhez, ugyanis az integráltan tartalmazza a 6 mezõtranzisztorból álló, 3-fázisú vezérlõ hidat (full bridge driver). Az IC-t ellátó tápfeszültség tartománya 2-tõl 5,5 VDC-ig terjedhet.
Megfelelõ értékû külsõ ellenállás kiválasztásakor lehetõségünk van arra, hogy kihasználjuk az MTD6505-ös áramkör számos szénkefe nélküli
– és különbözõ Back EMF (az adott motorok katalógus adataiban definiált) tényezõjû - motorokkal fennálló kompatibilitását. Így egyaránt lehetõvé válik a motor forgásirányának változtatása és a fordulatszámának szabályozása is (Power Supply Modulation vagy Power Width Modulation PSM/PWM módszerek). Az MTD6505 számos további integrált funkcióval is rendelkezik, melyek a motor tartósságát, élettartamának meghosszabbítását szolgálják, mint pl. többek között: beépített védelem túlterhelés és túlfeszültséggel szemben valamint
hõvédelem (a motor kikapcsolódik a hõmérséklet küszöbérték túllépésekor). Beépítést illetõen az MTD6505-ös IC DFN10 tokozású, 3x3 mm-es méretû. Lehetséges alkalmazási területeit a számítógépes eszközökben és orvosi mûszerekben lévõ ventilátorok vezérlései valamint a jellemzõen kisméretû, 5VDC tápfeszültséget nem meghaladó áramforrásról mûködtetett BLDC motorok adhatják. Az ilyen kész megoldások alkalmazásával a tervezõk mentesülnek a komplikált vezérlõ algoritmusok megírásának kényszere alól, ami lerövidíti a teljes applikáció kidolgozásához szükséges idõt.

A tárgyalt vezérlõ megtalálható a Microchip termékek forgalmazójának - a Transfer Multisort Elektroniknak (www.tme.eu) kínálatában.