Energie-efficiëntie door CoolStep™-Technologie
Met het begrip Coolstep™ verwijst Trinamic naar de bijzonder energie-efficiënte aansturing van 2-fasen standaard-stappenmotoren door de nieuwe driver TMC26X. De innovatieve bouwstenen van deze serie hebben een belastingsafhankelijke stroomregeling, die de ingestelde motorstroom telkens verlaagt, als de belasting dat toelaat.
Hiervoor bepalen de drivers TMC26X de grootte van de mechanische belasting met behulp van de tegen-EMK van de stappenmotor. De verzamelde informatie over belasting heeft een resolutie van 10 bit en vormt de basis voor een volautomatische belastings-georiënteerde stroomregeling. Bovendien kan de gebruiker deze informatie voor andere schakelingstechnische doeleinden of voor het tonen van de parameters van het aandrijfsysteem gebruiken.
Stappenmotor-aandrijvingen met CoolStep™-technologie kunnen het energieverbruik met max. 75% reduceren. CoolStep™ zorgt voor een koele motor! Omdat de uitgangsstroom de nominale maximumwaarde kort mag overschrijden, kunnen de nieuwe motor-drivers in tegenstelling tot gebruikelijke motorsturingen ook heel goed voor het opvangen van belastingspieken worden gebruikt (zie afbeeldingen 1 en 2).
Afb. 1: Conventionele aansturing van een motor met constante stroom. Een kortdurende belastingspiek kan niet worden opgevangen, wat leidt tot uitval van stappen (Stall)
Afb. 2: Aansturing van de motor met CoolStep™. Kortdurende belastingspieken worden opgevangen, de vereiste stroom wordt extra toegevoerd.
De belastingsinformatie van het mechanische systeem kan via een SPI-interface van de Host-µC worden opgevraagd. Hierdoor ontstaan nieuwe toepassingen, bv. het scannen van het mechanische systeem voor het bepalen van een belastingsprofiel voor diagnosedoeleinden.
Verder beschikken de nieuwe drivers TMC26X met het spreadCycle™ Hysterese-PWM-Chopper-schema over een nieuw (gepatenteerd) Chopper-procedé, dat een geoptimaliseerde nuldoorgang van de motorstroom mogelijk maakt (afbeelding 3). Daardoor kunnen bijzonder hoge motortoerentallen worden bereikt (bv. tot 5000 1/min bij een 42-mm standaard-motor).
Afb. 3. De spreadCycle™-technologie van de driver TMC26X zorgt voor een geoptimaliseerde nuldoorgang
Een ander voordeel van de nieuwe driver TMC26X is de capaciteit om een volledige stap in max. 256 microstappen te verdelen. Een nieuw ontwikkelde stap-multiplicator, de microPlyer™, zorgt voor een juiste synchronisatie van deze microstappen.
Eigenschappen:
- max. 256 microstappen (interface: Step/Direction of 20-Bit SPI)
- precieze, sensorloze bepaling van de mechanische motorbelasting
- Energie-efficiëntie en geringe warmteontwikkeling van de motor door belastingsafhankelijke stroomregeling
- tot 75% energiebesparing
- soepele gang door interne microstap-extrapolatie met max. 256 microstappen met gelijktijdig lage ingangs-stapfrequentie
- Halvering van de ingangsfrequentie door Dual edge step (aansturing via Optocoupler)
- Motorstroom tot 6A via externe N&P kanaal MOSFET transistoren (TMC262)
- Motorstroom tot 1,7A via geïntegr. power MOS transistoren (TMC260 and TMC261)
- Motorspanning 9V tot 60V (TMC261, TMC262)
- Motorspanning 9V tot 40V (TMC260)
- Logisch niveau 3,3V of 5V
- Behuizing QFN32 (TMC262) voor ruimtebesparende oplossingen bij uitstekende thermische performance
- Behuizing TQFP-44, 10x10 mm (TMC260, TMC261) met geïntegreerde brugschakeling
- EMV geoptimaliseerde aansturing van de Gate-driver – tot max. 40mA Gate stroom (TMC262)
- integreert veiligheids- en diagnosefuncties (overstroom, kortsluiting, overtemperatuur)
Toepassingen:
- Preciesie-aandrijvingen voor 2-fasen stappenmotoren
- Medische techniek
- Aandrijvingen voor de opto-elektronica
- Podiumverlichting
Deze drie drivers van de productserie TMC26X, die afhankelijk van het benodigde vermogen met of zonder brugschakeling zijn uitgevoerd, zijn vanaf juni resp. augustus 2010 leverbaar:
TMC260 (max. 1,7A (peak), 38,5V, 10x10 mm, TQFP-44): vanaf 6/2010
TMC261 (max. 1,7A (peak), 60V, 10x10 mm, TQFP-44): vanaf 8/2010
TMC262 (max. 6A (peak), 60V, ext. N&P MOSFET, 5 mm, QFN32 ): vanaf 8/2010