Der Trend zur zunehmenden Automatisierung unserer Umwelt bringt einen steigenden Bedarf für energieeffiziente Motorsteuerung mit sich. Der Fokus hat sich dabei von den großen Antrieben, bei denen ein offensichtliches Einsparpotenzial vorliegt auch zu den kleineren, eingebetteten Antrieben verschoben, für die große Inverter keine Option sind.
Entlastung der Mikrocontroller-Software
Der von TRINAMIC Motion Control, vertrieben von MEV Elektronik, neu vorgestellte TMC4671 adressiert diesen Markt, indem er alle notwendigen Regelschleifen in erprobten und verlässlichen State-Machines realisiert. Damit wird der Mikrocontroller und dessen Software von allen zeitkritischen Aufgaben entlastet. Alle Regelaufgaben übernimmt der Baustein unabhängig. Der Prozessor liefert lediglich die Initialisierung und danach Zielpositionen und Zieldrehzahlen. Der Chip hat integrierte Analog-Digital-Umsetzer, Lagegeber-Schnittstellen einen Positions-Interpolator für den Betrieb mit niedrig auflösenden Gebern und ist ideal für Anwendungen wie kollaborative Roboter, „Pick & Place“-Maschinen, E-Mobilität, Laborautomatisierung und Medizintechnik.
Einfache Parametrierung über Softwareumgebung
TMC4671 ist entwickelt, um in Embedded-Motorsteuerungen die Entwicklungszeit zu minimieren und gleichzeitig die Leistung von aufwändigen Invertern hinsichtlich Effizienz und Dynamik zu erreichen. Statt die Regler selbst auf einem Mikrocontroller oder Signalprozessor zu implementieren, braucht der Entwickler lediglich zu Parametrieren, wobei die Software-Umgebung von Trinamic behilflich ist.
Der Chip bietet einstellbare Stromregler- und Schaltfrequenzen bis zu 100 kHz, die sonst nur mit FPGA oder großen DSP erreicht werden können. Speziell bei Motoren mit kleinen Induktivitäten können so der Strom-Ripple und damit auch die Stator-Verluste deutlich reduziert werden. Der IC unterstützt verschiedene Positionsgeber von A/B/N Inkremental-Encoder über Sinus/Cosinus-Signalen bis zu digitalen und analogen Hall-Sensoren, die nach Bedarf den kaskadierten Reglern zugeordnet werden können. Mit seiner Delta-Sigma-Strommessung kann der Baustein gut mit externen, isolierenden Frontends verwendet werden. TMC4671 ist ab sofort im QFN76 Package verfügbar. Neben dem Baustein gibt es auch das TMC4671-EVAL zur Verwendung im modularen „Landungsbrücke“-Evaluationssystem. Dazu gibt es verschiedene Leistungsstufen zu Auswahl. Zusätzlich gibt es das Breakout-Board TMC4671-BOB. Parametrierungs-Tools in der frei verfügbaren TMCL-IDE helfen dabei die passenden Reglerparameter und Einstellungen zu finden. Alle Evaluations-Boards werden als Open-Source-Hardware angeboten und können damit als Basis für ein eigenes Design dienen.
