Elettronica_Oggi_443

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ANALOG/MIXED SIGNAL MOTION CONTROL
30 - ELETTRONICA OGGI 443 - MARZO 2015
Semiconduttori per
un’efficiente integrazione
elettronica in motori elettrici
Le numerose possibilità di integrazione dei semicon-
duttori arricchiscono la gamma di applicazioni che
forniscono soluzioni per il pilotaggio di motori sincro-
ni, quali motori brushless DC (BLDC), a magneti permanenti
(PMSM) e motori passo-passo. Tali motori trovano applicazi-
one dove, beneficiando dei loro vantaggi, possono sostituire
motori “brushed” in applicazioni esistenti, ma anche laddove
si tratti di eseguire funzioni difficilmente o per nulla realizz-
abili con un motore a spazzole. Numerose sono le applicazi-
oni, soprattutto in ambito automobilistico, per le quali PMSM,
BLDC e motori passo-passo sono caldamente raccomandati.
I componenti per il mercato automobilistico solitamen-
te devono essere ragionevolmente economici, di piccola
dimensione, leggeri, affidabili, e presentare un elevato livello
di efficienza. Sempre più spesso il mercato richiede delle
tecnologie che contribuiscano a ridurre le emissioni dei gas
di scarico e il consumo di carburante. L’implementazione
del controllo dei differenti tipi di motori che soddisfino tali
requisiti, le richieste estreme in termini di efficienza, la pro-
gettazione del sistema e le opzioni di comunicazione dei vari
moduli si riflettono sull’elettronica di attuazione. Micronas
sta ampliando la propria famiglia di servo-drive integrati con
speciali controllori ad alta tensione (HVC) per rispondere a
tali esigenze di estrema versatilità.
L’architettura di un chip che offre massima
integrazione di sistema e flessibilità di controllo
L’architettura della nuova generazione HVC permette di rea-
lizzare sistemi con elettronica di pilotaggio motore altamen-
te integrati, capaci di ottimizzare le prestazioni dei moder-
ni motori in corrente continua a eccitazione permanente.
L’HVC è un microcontrollore integrato con tutte le periferi-
che necessarie per l’azionamento diretto di motori PMSM,
BLDC e per motori passo-passo bipolari. La programmabi-
lità delle periferiche e gli algoritmi software liberamente
definiti dall’utente permettono il miglior adattamento pos-
sibile alle proprietà e caratteristiche dei vari sistemi di pilo-
taggio e controllo motore.
La crescente densità di integrazione nelle applicazioni
di pilotaggio motore influenza la dissipazione di potenza
(gestione termica e di potenza), la flessibilità del circuito
di pilotaggio e di controllo, ma anche le opzioni di diag-
nosi. L’alta densità di integrazione dell’elettronica richiede
l’adattamento alle condizioni operative in temperatura me-
diante una gestione dedicata della potenza. La nuova famig-
lia HVC offre molte funzioni che permettono proprio questo
adattamento.
La figura 1 mostra che la flessibilità dei sistemi di aziona-
mento dovrebbe essere progettata quanto più possibile in
anticipo per assicurare che l’adattamento a nuove richieste
del cliente, tramite la configurazione del software e con il
minimo di modifiche hardware, rimanga economicamente
valido. L’architettura della nuova generazione HVC suppor-
ta questo approccio. Per esempio, le prestazioni dei motori
possono essere ottimizzate in tutta la loro gamma operativa
mediante efficienti algoritmi di controllo e i costi dei com-
ponenti meccanici può essere ridotto, ad esempio eliminan-
do stadi di riduzione.
Adriano De Rosa
IC architect
R&S Dept
Micronas
L’architettura della nuova generazione HVC
di Micronas permette di realizzare sistemi con
elettronica di pilotaggio motore altamente
integrati, capaci di ottimizzare le prestazioni dei
moderni motori in corrente continua a eccitazione
permanente